avaliaÇÃo da resistÊncia À fratura de uma … · f315a avaliação da resistência à fratura...
TRANSCRIPT
Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Faculdade de Odontologia
AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À FRATURA DE UMA CERÂMICA ODONTOLÓGICA SUPORTADA POR BASES COM DIFERENTES MÓDULOS
DE ELASTICIDADE
FERNANDA ZANOTELLI FELIPPE
Belo Horizonte 2008
FERNANDA ZANOTELLI FELIPPE AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À FRATURA DE UMA
CERÂMICA ODONTOLÓGICA SUPORTADA POR BASES COM DIFERENTES MÓDULOS DE
ELASTICIDADE
Dissertação apresentada ao Programa de Mestrado em Odontologia da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, como requisito parcial à obtenção do grau de Mestre, área de concentração em Clínicas Odontológicas, com ênfase em Prótese Dentária. Orientador: Prof. Dr. Wellington Corrêa Jansen Co-orientador: Prof. Dr. Perrin Smith Neto
Belo Horizonte 2008
FICHA CATALOGRÁFICA Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Felippe, Fernanda Zanotelli F315a Avaliação da resistência à fratura de uma cerâmica odontológica suportada por bases com diferentes módulos de elasticidade / Fernanda Zanotelli Felippe. Belo Horizonte, 2008. 110f. : Il. Orientador: Wellington Corrêa Jansen Co-orientador: Perrin Smith Neto Dissertação (Mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Odontologia 1. Cerâmica. 2. Resinas compostas. 3. Fraturas por compressão. 4. Metais. 5.
Ligas de cromo. I. Jansen, Wellington Corrêa. II. Smith Neto, Perrin. III. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Odontologia. IV. Título.
CDU: 616.314:615.46
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a meus pais que são meu exemplo de força e de amor, e que
são o meu alicerce e o meu equilíbrio, verdadeiros mestres da minha vida...
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao meu orientador Professor Wellington Corrêa Jansen que
idealizou e elaborou este trabalho. Pelo profundo conhecimento na área de materiais
dentários. Por toda a atenção e dedicação, e conhecimentos transmitidos.
Agradeço ao meu co-orientador Perrin Smith Neto que desde o princípio se
mostrou tão disponível e tão interessado, cujo conhecimento foi indispensável à
execução desta pesquisa.
Agradeço ao Professor Marcos Dias Lanza por todo o conhecimento
transmitido, ensinando-me a odontologia correta e possível de ser executada,
mostrando a união da teoria à prática e por me ensinar a buscar sempre a
excelência nos meus trabalhos.
Agradeço ao Professor Paulo Isaías Seraidarian pelo entusiasmo e pela
disposição para ensinar, sempre com palavras de incentivo. Exemplo de dedicação
ao ensino e a profissão.
Agradeço aos colegas: Andréia, Betânia, Frederico Marques, Frederico Ribas,
Gustavo e Marcos Daniel, pessoas queridas, pela agradável convivência, pela
amizade, por tudo o que fizeram e por estarem sempre tão disponíveis a colaborar.
Quero fazer um agradecimento especial ao Fred Marques que foi responsável pelas
fotografias desta dissertação e por outras tantas no decorrer do curso.
Agradeço ao André, aluno da Engenharia Mecânica que realizou os experimentos
laboratoriais deste trabalho. Sua disponibilidade, paciência e dedicação gratuitas
foram fundamentais para a execução desta pesquisa.
Agradeço ao Leandro e Carlos do laboratório de Engenharia Mecânica pela
execução dos dispositivos necessários para o teste.
Agradeço ao Telmo Rodrigues (COTERC) pela confecção dos corpos-de-
prova cerâmicos e metálicos de maneira cuidadosa e eficiente e pela presteza nas
informações necessárias.
Agradeço aos funcionários da Pontifícia Universidade Católica de Minas
Gerais por tudo o que fizeram no decorrer do curso.
Agradeço às secretárias do mestrado: Silvânia e Angélica pela tranqüila
convivência.
Agradeço ao meu pai, meu exemplo de sabedoria e dedicação em tudo o que
faz, por me incentivar a sempre fazer o melhor e buscar o aprimoramento
profissional.
Agradeço a minha mãe, meu exemplo de força e de amor por tudo que faz,
pelo constante incentivo. Pessoa iluminada e querida.
Agradeço ao Dudu por me compreender nos momentos em que estive
ausente, por todo o carinho, por toda força, pelo bom humor constante e
principalmente pelo amor correspondido.
Agradeço ao meu irmão Bruno, que sempre está ao meu lado, meu amigo, e
que me ajuda sempre em tudo que preciso.
Agradeço ao meu irmão Tico pelas risadas e brincadeiras e pelo coração
enorme, pela pessoa boa que é.
Resumo
O propósito deste estudo foi avaliar, in vitro, a resistência à fratura por
compressão da cerâmica odontológica IPS Empress, utilizada para restaurações
livres de metal, suportadas por dois tipos de substratos: liga de cobalto-cromo e
resina composta. As amostras de cerâmicas e de substratos foram preparadas em
forma de disco com 10 mm de diâmetro e 2 mm de espessura e foram divididas em
quatro grupos. O grupo 1 foi constituído por substrato resinoso apoiando a cerâmica
sem cimentação (n=10). O grupo 2 foi constituído por substrato metálico apoiando a
cerâmica sem cimentação (n=10). O grupo 3 foi constituído por substrato resinoso
apoiando a cerâmica com cimentação (n=10). O grupo 4 foi constituído por
substrato metálico apoiando a cerâmica com cimentação (n=10). Para a cimentação
foi utilizado um cimento resinoso de polimerização química. O ensaio de
compressão foi realizado em uma máquina de ensaio universal com uma velocidade
de carregamento constante de 0.5 mm/min até a ocorrência da fratura do espécime
e a tensão necessária para a fratura foi registrada. Os resultados foram submetidos
a análise de variância e teste de Tukey. A análise estatística mostrou diferenças
significativas na média de resistência à fratura entre os grupos, sendo que a tensão
necessária para fratura no substrato metálico é superior a tensão necessária para
fratura no substrato de resina. Quando os espécimes foram cimentados, a média de
tensão de fratura foi superior, em ambos os grupos, comparativamente aos
espécimes que estavam somente apoiados. É possível concluir que os substratos
com diferentes módulos de elasticidade influenciam na resistência à fratura por
compressão das cerâmicas IPS Empress.
Palavras-chave: Cerâmica, Resinas compostas, Fraturas por compressão, Metais,
Ligas de cobalto-cromo.
Abstract
The purpose of this study was to evaluate, in vitro, the fracture resistance of
dental ceramic IPS Empress, used for metal free restorations, supported by two
substrates: cobalt-chromium alloy and composite resin. The samples of ceramics
and substrates were shaped as discs with 10 mm of diameter and 2 mm of
thickness and were divided in four groups. The group 1 was consisted of resin
substrate supporting ceramic without cementation (n=10). The group 2 was
consisted of metallic substrate supporting ceramic without cementation (n=10). The
group 3 was consisted of resin substrate supporting ceramic with cementation
(n=10). The group 4 was consisted of metallic substrate supporting ceramic with
cementation (n=10). A self-curing resin luting cement was used for cementation.
The specimens were subjected to compression tests using a universal testing
machine with a crosshead speed of 0.5 mm/min until fracture and the fracture stress
was recorded. The results data were analyzed by analysis of variance and Tukey’s
test. The statistics analysis showed significants differences between mean fracture
resistance among the groups, therefore fracture stress in the metallic substrate was
higher than resin substrate. When the specimens were cemented, the fracture
strength was higher than the specimens only supporting by resin and metals. It is
possible to conclude that the substrates with different elastic moduli influence
fracture strength by the compression of ceramics IPS Empress.
Key Words: Ceramics, Composite Resins, Fracture Compression, Metals, Cobalt-
Chromium Alloys.
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
ANOVA - análise de variância
CAD-CAM - Computer aided design – Computer aided manufacturing
CDA - California Dental Associations
°C - grau Celsius
cm - centímetro
cm² - centímetro ao quadrado
Co-Cr - liga de Cobalto-Cromo
DP - desvio-padrão
EDS - espectroscópio de energia dispersiva
g - grama
GPa - gigapascal
Hz - hertz
Kgf - quilograma-força
Kgf/seg - quilograma força por segundo
Kg - quilograma
KN - quilograma Newton
m - módulo de weibull
MEV - microscopia eletrônica de varredura
MHz - mega hertz
min - minuto
mm - milímetro
µm - micrometro
mm/min - milímetro por minuto
ME - módulo de elasticidade
MEF - método dos elementos finitos
MPa - megapascal
n - número de amostras
nm - nanômetro
N - Newton
N/seg - Newton por segundo
p - nível de significância
SPT - Strength-fracture probability-life time
LISTA DE FIGURAS Figura 1: Corpos-de-prova de resina
Figura 2: Resina Z250 para confecção dos corpos-de-prova de resina
Figura 3: Acabamento dos corpos-de-prova de resina
Figura 4: Corpos-de- prova metálicos
Figura 5: Acabamento dos corpos-de-prova metálicos
Figura 6: Corpos-de-prova cerâmicos
Figura 7: Acabamento dos corpos-de-prova cerâmicos
Figuras 8 e 9: Medição dos corpos-de-prova com especímetro
Figura 10: Cimento resinoso de polimerização química
Figura 11: Microjateador
Figura 12: Agente anfótero
Figura 13: Adesivo
Figura 14: Artifício para a cimentação dos corpos-de-prova
Figura 15: Lâmina de 0.05 mm de espessura
Figura 16: Lâminas posicionadas
Figura 17: Máquina de ensaio universal: EMIC DL2000
Figuras 18 e 19: Corpos-de-prova posicionados para o ensaio de compressão
Figura 20: Corpos-de-prova cerâmicos fraturados
Figura 21: Cerâmica e resina fraturadas
Figura 22: Cerâmica cimentada aos corpos-de-prova metálicos fraturada
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Valores de tensão máxima das amostras antes da ocorrência da fratura e
média de cada grupo.
Tabela 2: Valores da média, desvio-padrão, mediana, mínimo e máximo de cada
grupo.
DEFINIÇÕES Cerâmica – Composto inorgânico com propriedades tipicamente não-metálicas
constituído por elementos metálicos (ou semi-metálicos) e não-metálicos.
Cerâmica prensada – Cerâmica aquecida a uma temperatura específica e forçada
sob pressão para preencher um molde refratário.
Coeficiente de Poisson – Razão entre a deformação lateral e axial quando um
material é submetido aos testes de tração e compressão.
Deformação – Variação no comprimento por unidade em relação ao comprimento
inicial.
Deformação elástica – Deformação recuperada quando se remove uma força ou
pressão externa aplicada.
Deformação plástica – Deformação que não é recuperada quando se remove uma
força externa aplicada.
Dureza – Resistência de um material à deformação plástica tipicamente medida sob
uma carga de penetração.
Friabilidade – Inabilidade relativa de um material ser deformado plasticamente.
Liga – Substância cristalina com propriedades metálicas, composta de dois ou mais
elementos químicos dos quais pelo menos um é metal.
Limite de escoamento – Tensão na qual a amostra exibe uma quantidade específica
de deformação plástica.
Limite de proporcionalidade – Tensão máxima proporcional à deformação, com a
ocorrência de deformação plástica.
Módulo de elasticidade ou Módulo de Young – Descreve a rigidez relativa de um
material, razão entre tensão elástica e deformação elástica.
Módulo de Weibull – Método estatístico que se caracteriza pela probabilidade de
sobrevivência de um determinado corpo em função do seu volume e da tensão
aplicada.
Resiliência – Quantidade relativa de energia elástica por unidade de volume liberada
ao remover a carga de um corpo-de-prova.
Resistência – Tensão máxima que uma estrutura pode suportar sem sofrer uma
quantidade característica de deformação plástica ou tensão no ponto de fratura.
Resistência à compressão – Tensão de compressão gerada no interior de uma
amostra durante o teste de compressão no ponto de fratura.
Resistência à flexão – Força por unidade de área no ponto de fratura de um corpo-
de-prova submetido à aplicação de carga por flexão.
Resistência à fadiga – Tensão máxima que pode ser mantida sem falha após um
número de ciclos.
Tenacidade – Capacidade do material de absorver energia elástica e se deformar
plasticamente antes da fratura; mensurada como a área total sob a curva de
tensão/deformação, obtida no ensaio de tração.
Tenacidade à fratura – Fator de intensidade de tensão crítico no início da
propagação rápida de uma trinca em um sólido, que contém uma trinca de forma e
tamanho conhecidos.
Tensão – Força por unidade de área no interior da estrutura submetida a uma força
externa ou pressão.
Tensões compressivas – Razão entre a força de compressão e a área da seção
transversal perpendicular ao eixo de aplicação da força.
Vidros ceramizados – Cerâmica cuja matriz consiste em uma fase vítrea e pelo
menos uma fase cristalina, que é produzida por uma cristalização controlada do
vidro.
Fonte: ANUSAVICE, K. J. Phillips Materiais Dentários . Tradução da 11ª edição,
Rio de Janeiro, Elsevier, 764 p., 2005.
0
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO
2 REVISÃO DA LITERATURA
3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo Geral
3.2 Objetivos Específicos
4 MATERIAL E MÉTODOS
5 RESULTADOS
6 REFERÊNCIAS
ANEXO
ARTIGO
17
20
57
58
70
73
78
98
17
1 INTRODUÇÃO
A odontologia estética tem sido muito valorizada na última década e a
exigência dos pacientes por restaurações que se assemelham à cor natural, à
textura e à forma dos dentes é cada vez maior. As cerâmicas odontológicas são
capazes de devolver a forma, a função e a estética, de maneira satisfatória, e,
assim, podem ser consideradas uma excelente alternativa de material restaurador
(PAGANI et al., 2003).
A subestrutura metálica das coroas metalocerâmicas é opaca e não reproduz
a translucidez inerente aos dentes naturais. A crescente demanda por uma
odontologia estética tem resultado no desenvolvimento de materiais totalmente
cerâmicos para a confecção de restaurações unitárias, próteses parciais fixas e
próteses sobre implantes, que permitem a eliminação dessa infraestrutura metálica,
resultando na adequada reflexão da luz (HASELTON et al., 2000). Dessa forma, as
restaurações cerâmicas, livres de metal, tiveram sua popularidade aumentada, por
apresentarem uma estética superior aos demais tipos de restaurações
(THOMPSON e REKOW, 2004).
Embora o uso das cerâmicas odontológicas como tratamento de rotina seja
um fenômeno relativamente recente, a demanda por materiais estéticos e duráveis
é antiga. Muitas culturas, através dos séculos, têm reconhecido os dentes como
uma estrutura facial que integra saúde, juventude, beleza e dignidade. As cerâmicas
odontológicas assemelham-se à estrutura dos dentes naturais em termos de cor,
textura de superfície e translucidez e, se forem bem executadas, podem ser
indistingüíveis de dentes não-restaurados (KELLY et al., 1996).
As restaurações de cerâmica pura apresentam vantagens como
biocompatibilidade, durabilidade e excelente estética (ATTIA et al., 2006). No
entanto, as porcelanas dentais possuem uma composição e estrutura de natureza
friável e são, portanto, incapazes de resistir a grandes tensões, o que limita o uso
desses materiais, especialmente para os dentes posteriores que estão sujeitos a
maiores forças oclusais (CASSON et al., 2001). A resistência à fratura das
18
restaurações totalmente cerâmicas tem sido a maior preocupação na utilização
clínica desses materiais (SCHERRER e RIJK, 1993).
Segundo Pagani et al. (2003), embora as cerâmicas possuam alta resistência
à compressão, apresentam friabilidade devido à baixa resistência à tração e, assim,
a capacidade de absorver impactos é menor. Drummond et al., (2000) afirmaram
que as cerâmicas falham quando a capacidade de suportar tensões é
comprometida pela presença de defeitos nas restaurações.
Devido à sua natureza friável, as restaurações cerâmicas estão susceptíveis
a fratura devido a pequenas falhas ou trincas sob a aplicação de força, que ocorre
com pequena ou nenhuma deformação plástica. Vários fatores estão associados à
iniciação e propagação de trincas nas restaurações cerâmicas, dentre eles: forma
da restauração, falta de homogeneidade microestrutural, dimensão e distribuição
das falhas de superfície, tensões residuais induzidas por polimento ou
processamento térmico, meio em contato com a restauração, características da
interface cerâmica-cimento, espessura e variação da espessura da restauração,
módulo de elasticidade dos componentes da restauração e magnitude e orientação
das forças aplicadas (THOMPSON et al., 1994).
A durabilidade estrutural de restaurações totalmente cerâmicas também pode
ser afetada pelo tipo de material cerâmico (características químicas e
microestruturais), sistema de cimentação e carga oclusal a que as mesmas serão
submetidas (GEMALMAZ e ERGIN, 2002). A espessura da cerâmica, o módulo de
elasticidade das estruturas de suporte ou dos materiais de reconstrução dos dentes
e dos agentes de cimentação influenciam na resistência das restaurações
cerâmicas (THOMPSON e REKOW, 2004).
As propriedades mecânicas e microestruturais dos materiais do substrato são
necessárias para o desempenho clínico, a longo-prazo, das restaurações
cerâmicas livres de metal (GUAZZATO et al., 2003)
De acordo com Barros et al. (2005), o preparo para uma restauração
cerâmica deve criar um padrão de inserção passivo e proporcionar uma espessura
adequada de material para garantir à restauração resistência suficiente para
suportar os esforços mastigatórios.
Albakry et al. (2003) afirmaram que a grande aceitação dos profissionais e
pacientes por restaurações totalmente cerâmicas está baseada nas propriedades
desses materiais como biocompatibilidade e estética. No entanto, as falhas
19
mecânicas freqüentemente ocorrem devido à incapacidade desses materiais de
suportar tensões através de deformação plástica. O grande desafio de
pesquisadores e fabricantes está em desenvolver um material cerâmico que
combine resistência suficiente e um grau de translucidez importante na odontologia
estética. Temos disponíveis no mercado vários sistemas cerâmicos e a seleção
apropriada do material em diversas situações clínicas se faz necessária. O vidro
ceramizado prensado tem sido amplamente utilizado devido a alguns fatores como:
facilidade de fabricação (técnica convencional da cera perdida), precisão oclusal e
melhor integridade marginal, translucidez e boas propriedades mecânicas (sistema
reforçado por cristais). As cerâmicas prensadas são um desses sistemas que
alcançam a resistência devido à presença de finos cristais dispersos em uma matriz
vítrea. Um exemplo desse sistema cerâmico é o IPS Empress®, que é um vidro
ceramizado reforçado por cristais de leucita, utilizado para confecção de
restaurações unitárias, inlays e onlays.
Em síntese, grande parte das restaurações estéticas são confeccionadas em
cerâmicas odontológicas. Essas restaurações dividem-se, basicamente, em dois
grupos: restaurações metalocerâmicas e restaurações de cerâmica pura. Muitas
vezes, antes da confecção do preparo e da restauração, é necessária a
reconstrução do dente utilizando algum tipo de material como preenchimento. Os
materiais utilizados para a reconstrução dos dentes possuem diferentes módulos de
elasticidade e podem influenciar a resistência das restaurações cerâmicas. O
cimento utilizado na fixação das restaurações cerâmicas sobre os substratos
também pode influenciar na resistência.
O presente estudo avaliou o comportamento das cerâmicas odontológicas
prensadas (IPS Empress®), indicadas para restaurações livres de metal, com a
utilização de dois substratos. Para esta avaliação, foi idealizado um modelo
experimental que possibilitou, por testes de compressão, analisar a resistência de
corpos-de-prova cerâmicos suportados por uma resina composta e uma liga
metálica de cobalto-cromo. Desta forma, pretende-se fornecer parâmetros para a
reconstrução de dentes, que utilizarão restaurações cerâmicas livres de metal.
20
2 REVISÃO DA LITERATURA
Muitas pesquisas têm sido realizadas com o intuito de avaliar a resistência à
fratura de restaurações cerâmicas livres de metal e melhorar as propriedades
mecânicas desses materiais, uma vez que vários fatores podem interferir na
durabilidade dessas restaurações.
Para avaliar a influência do módulo de elasticidade do substrato utilizado na
reconstrução dos dentes, Scherrer e Rijk (1993) realizaram um estudo avaliando a
resistência à fratura das restaurações cerâmicas livres de metal, com substratos de
resina, de diferentes valores de módulos de elasticidade. As resinas utilizadas
foram: resina acrílica ativada termicamente (Paragon®), material compósito de
resina polimerizável com luz visível (Herculite XR®) e uma resina composta
experimental também ativada por luz visível. Os módulos de elasticidade para cada
material foram, respectivamente: 3.0, 9.4 e 14 GPa. As restaurações cerâmicas
(laminados e coroas totais) foram confeccionadas utilizando uma porcelana
feldspática (Ceramco®) e cimentadas com um cimento resinoso dual (Dicor light
actived®), de acordo com as recomendações do fabricante. O valor do módulo de
elasticidade da porcelana foi determinado em estudos anteriores, sendo de 69.2
GPa. Os espécimes foram submetidos ao teste de compressão, em máquina de
ensaio universal. Os resultados foram analisados estatisticamente. As amostras
fixadas no troquel de Paragon® (ME: 9.4) fraturaram sob uma força de 2135 N para
os laminados e de 1615 N para as coroas totais. Nas amostras que utilizaram a
resina experimental (ME: 14), observou-se um valor maior de resistência à fratura
por compressão, de 3543 N para os laminados e de 2800 N para as coroas totais.
O cimento, com módulo de elasticidade de 6.6 GPa, não influenciou o resultado. No
entanto, no referido trabalho, os autores não variaram a espessura da linha de
cimento. É possível concluir que a resistência à fratura dos materiais cerâmicos é
dependente do módulo de elasticidade do substrato utilizado, sendo, portanto um
fator que deve ser considerado para se selecionar o material de reconstituição dos
dentes.
21
Thompson et al. (1994) estabeleceram um protocolo de análise de
fractografia para comparar as características da superfície de fratura de
restaurações cerâmicas que falharam clinicamente com espécimes fabricadas com
os mesmos materiais e que foram
submetidas a ensaios laboratoriais. Dez coroas cerâmicas de Dicor® fraturadas e
doze coroas cerâmicas fraturadas de Cerestore® foram recuperadas e analisadas.
Todas as coroas haviam sido cimentadas com fosfato de zinco. A avaliação por
microscopia óptica revelou que os segmentos de nove restaurações de cada
material eram aceitáveis para análise fractográfica. Doze discos de cada material
com16 mm de diâmetro e 2 mm de espessura foram confeccionados de acordo com
as recomendações dos fabricantes e fraturados pelo ensaio de flexão biaxial. Todas
as falhas observadas foram caracterizadas em relação ao tipo (natureza do defeito),
localização (dentro da superfície externa, dentro da superfície interna, na interface
ou no interior) e dimensão (altura e largura). Após as trincas de endentação no
ensaio Vickers, os espécimes foram submetidos a máquina de ensaio universal
(Instron 1125, Canton, MA) com um dispositivo de flexão biaxial pela técnica dos
três pontos. A análise de fractografia mostrou que 100% das coroas Dicor® iniciaram
a fratura ao longo da superfície interna; das coroas Cerestore®, 78% iniciaram a
fratura na interface do casquete com a porcelana ou no casquete perto da interface,
11% tiveram a fratura iniciada na superfície externa da camada de porcelana na
margem cervical e ainda outros 11% tiveram a fratura iniciada em poros internos
com 600 µm de diâmetro dentro da camada de porcelana. As medidas da espessura
das coroas mostraram que 67% das coroas Dicor® e 56% das coroas Cerestore®
iniciaram a fratura em locais de espessura maior que 1.5 mm e, portanto não
necessariamente em áres de menor espessura. Somente 22% de cada material
tiveram suas fraturas iniciadas nas regiões de menor espessura, o que sugere que a
distribuição de defeitos é um fator mais dominante nas falhas de restaurações
cerâmicas que a espessura. A média da tenacidade à fratura para o teste de flexão
biaxial para os espécimes foi de 1.32 ± 0.12 Mpam1/2 (Dicor®) e 1.94 ± 0.16 MPam1/2
(Cerestore®). A tensão de fratura para Dicor® foi de 65 a 94 MPa e para Cerestore®
foi de 15 a 68 MPa. Foi possível identificar o local da fratura em somente dois
22
espécimes de Cerestore® na camada de porcelana. Dentro das limitações desse
estudo, é possível concluir que o local de iniciação da fratura das cerâmicas
odontológicas é primariamente influenciado pela localização e tamanho das falhas
críticas e não pela espessura da restauração.
Kelly et al. (1996), por meio de uma revisão da literatura, apresentaram um
breve histórico das cerâmicas odontológicas, avaliaram o desempenho clínico dos
sistemas disponíveis e revisaram os critérios de seleção dos materiais. As
cerâmicas odontológicas são conhecidas por sua aparência natural, durabilidade
química e propriedades ópticas. No entanto, os profissionais ainda questionam a
longevidade estrutural, potencial abrasividade e adaptação das restaurações
cerâmicas. Estas preocupações influenciam diretamente as pesquisas clínicas e
laboratoriais e o desenvolvimento de novos materiais com propriedades mecânicas
superiores. Segundo os autores, três critérios são fundamentais para a seleção de
materiais utilizados em restaurações parciais ou totais: adaptação, resistência e
estética. A longevidade da restauração é o resultado clínico esperado. A adaptação
das restaurações totalmente cerâmicas tem sido comparada com a das
restaurações metalocerâmicas e é clinicamente aceitável. Muitos estudos têm sido
realizados para avaliar a resistência das restaurações cerâmicas e esses valores
variam em função do espécime preparado e da metodologia aplicada. Para que
esses resultados possam ser extrapolados para o desempenho clínico das
restaurações, as falhas ocorridas nos testes laboratoriais devem ser as mesmas
envolvidas em falhas clínicas, o meio bucal deve ser reproduzido em laboratório, a
distribuição de tensões deve ser bem caracterizada e os parâmetros de falhas como
tamanho, distribuição e crescimento das trincas devem ser reconhecidos. Em
relação à estética, a aparência natural das restaurações totalmente cerâmicas e a
ausência de sombras acinzentadas no terço gengival, quando comparadas com as
restaurações metalocerâmicas, são fundamentais para sua escolha. Os autores
afirmam que trabalhos científicos com embasamento são fundamentais para o
desenvolvimento de materiais superiores e a compreensão dos fatores que
influenciam a longevidade clínica das restaurações odontológicas.
Pröbster et al. (1997) avaliaram as propriedades clínicas relevantes da
cerâmica vítrea IPS Empress®. Os parâmetros pesquisados foram: resistência à
flexão pela técnica dos três e quatro pontos, resistência à flexão biaxial, resistência
23
à tensão diametral e compressiva, resistência à compressão e adaptação marginal.
Para os testes de resistência, uma máquina de ensaio universal (Zwick 1554, Zwick,
Ulm, Alemanha), com uma velocidade de carregamento constante de 0.1 mm/min
foi utilizada. Para os testes de resistência à flexão barras de 5 x 2 x 25 mm foram
confeccionadas para a técnica dos três pontos e barras de 5 x 3 x 30 mm para o
teste de quatro pontos, de acordo com as recomendações dos fabricantes. Para o
teste de flexão biaxial discos de 16 mm de diâmetro e 2 mm de espessura foram
confeccionados e para os testes de resistência à tensão diametral e compressão
cilindros com 6 mm de diâmetro e 6 mm de altura. Para medir a dureza do material
a técnica de endentação Vickers, com a aplicação de uma força de 9.8 N durante 15
segundos foi utilizada. Para o teste de resistência à compressão de coroas unitárias
um modelo de cobalto-cromo, com a forma de preparo de um incisivo central
superior, foi utilizado para a cimentação da coroa total de IPS Empress® com
cimento de fosfato de zinco e a força foi aplicada axialmente em uma máquina de
ensaio universal. Para avaliação da adaptação marginal, dezoito molares humanos
extraídos foram preparados com uma redução mínima de 1 mm, término em ombro
e ângulos internos arredondados. A adaptação marginal foi testada com as coroas
apoiadas sem interposição de cimento, com cimento resinoso dual e com cimento
fosfato de zinco e observadas com um microscópio eletrônico de varredura. Os
resultados foram diferentes para as duas técnicas de confecção das restaurações:
pigmentação (PO) e inserção de incrementos (L). Teste de resistência à flexão por
três pontos em MPa: PO (115.1 DP 25.8) e L (85.1 DP 13.2). Teste de resistência a
flexão por quatro pontos em MPa: PO (90.1 DP 10.4) e L (100.3 DP 69.6).
Resistência à flexão biaxial em MPa: PO (160.2 DP 33.9) e L (136 DP 19.8).
Resistência à compressão em MPa: PO (162.9 DP 34.4) e L (163.7 DP 30.8).
Resistência diametral em MPa: PO (48.8 DP 9.8) e L (44.3 DP 7.7). Resistência da
coroa em N: PO (814.1 DP 348.8) e L (750.6 DP 245.3). Dureza Vickers em MPa:
PO (504 DP 11) e L (508 DP 10). Tenacidade à fratura em MPa: PO (1.4 DP 0.1) e
L (1.8 DP 0.1). Para a adaptação marginal não há diferença específica entre as
duas técnicas: PO (8.19 µm) e L (7.21 µm) para as coroas que não foram
cimentadas, PO (23.1 µm) e L (22.9 µm) para a cimentação com fosfato de zinco e
PO (51.4 µm) e L (47.7 µm) para a cimentação com cimento resinoso dual. Os
resultados mostraram que esse material possui propriedades adequadas, o que o
24
torna apropriado para a confecção de restaurações inlays, onlays e coroas unitárias
na clínica odontológica.
Correr Sobrinho et al. (1998) avaliaram a resistência à fratura de três tipos
de cerâmica, sendo essas In Ceram®, OPC® e IPS Empress®, utilizando o mesmo
cimento de ionômero de vidro para as três restaurações (Fuji I®). Os resultados
mostraram que as restaurações de In Ceram® (2183 N) foram significativamente
mais resistentes que as restaurações de OPC® (1814.5 N; p < 0,05) e de IPS
Empress® (1609 N; p < 0.05 ). As restaurações de OPC® foram significativamente
mais resistentes que as restaurações de IPS Empress® quando ambas foram
cimentadas com cimento de ionômero de vidro. No entanto, quando as restaurações
de OPC® e de IPS Empress® foram cimentadas de acordo com as recomendações
dos fabricantes, isto é, com um cimento resinoso, nenhuma diferença estatística foi
encontrada.
Leevailoj et al. (1998) propuseram um estudo de simulação in vitro para
examinar a influência de cinco agentes de cimentação na incidência de fratura de
duas coroas totais cerâmicas durante dois meses de armazenamento em solução
salina a 37°C. Fatores como o uso de dentes humanos , forma de preparo, técnica
de fabricação da coroa, espessura da porcelana e condições de armazenamento
foram considerados e devidamente controlados. Os autores observaram que relatos
baseados em observações clínicas vincularam o uso de cimentos de ionômero de
vidro modificado por resina à fratura de restaurações totais cerâmicas após a
cimentação. Esse estudo utilizou dois sistemas totalmente cerâmicos (In Ceram® e
VitaDur Alpha®) para a confecção das restaurações e cinco diferentes agentes de
cimentação. São eles: cimento de ionômero de vidro convencional (Fuji I®),
cimentos de ionômero de vidro modificados por resina (Fuji Plus® e Vitremer®),
cimento resinoso com liberação de flúor (Advance®) e cimento resinoso químico
(Panavia 21®). Foram preparados cinquenta pré-molares humanos para cada
sistema cerâmico e divididos em cinco subgrupos de dez dentes para cada agente
de cimentação. Os espécimes foram armazenados durante dois meses em solução
de cloreto de sódio a 0.8%, usada para simular fluidos orais, e posteriormente
avaliados quanto à presença de linhas de fratura e trincas. Em situações clínicas, os
agentes de cimentação absorvem esses fluidos e se expandem. Se esta expansão
for elevada, ocorre concentração de tensões nas margens da restauração, que são
25
suficientes para causar a fratura da coroa. Os espécimes que não fraturaram, após
o período de armazenamento, foram remontados em resina acrílica 1 mm abaixo
das margens da coroa e submetidos ao teste de compressão em máquina de ensaio
universal (Instron®, modelo 1123) a uma velocidade de carregamento constante de
0.5 mm/min, utilizando uma esfera de aço (diâmetro de 1/8 polegadas) até a
ocorrência da fratura. Os dados foram submetidos à análise de variância e, devido
à interação entre cerâmicas e cimentos ser signifivativa, análises separadas de um
fator foram realizadas, seguidas da comparação múltipla de pares Newman-Keus
(p<0,05). Os resultados desse estudo mostraram que somente as restaurações
cerâmicas cimentadas com Advance® fraturaram durante os dois meses de
armazenamento, sendo a incidência de 100% para a cerâmica VitaDur Alpha® e
30% para a cerâmica In Ceram®. Durante o período inicial de armazenamento, as
trincas ocorreram nas margens da restauração e múltiplas linhas de fratura
apareceram quando o período de armazenamento aumentou. Para todos os
agentes de cimentação, a força necessária para a fratura por compressão das
coroas In Ceram® (140 ± 21.5 Kg) foi superior à das cerâmicas VitaDur Alpha®
(98.6 ± 17.8 Kg), com um intervalo de confiança de 95%. Os tipos de agentes de
cimentação afetaram de forma significativa a força necessária para a fratura por
compressão das restaurações cerâmicas de VitaDur Alpha® (Fuji I® 110.5 Kg e
Vitremer® 86.6 Kg), o que não ocorreu com a cerâmica In Ceram®, com um intervalo
de confiança de 95%. As coroas de cerâmica VitaDur Alpha® fraturaram mais cedo
e mais freqüentemente que as coroas In Ceram®.
Um estudo realizado por Burke (1999) avaliou a resistência à fratura de
restaurações cerâmicas reforçadas por leucita (Fortress®), cimentadas sobre
dentina, com um cimento resinoso adesivo, e comparou os resultados com a
resistência à fratura de porcelanas feldspáticas (Mirage®) com o mesmo tipo de
cimentação e forma de preparo dos dentes, realizados em estudos anteriores. Os
espécimes foram submetidos a testes de compressão em máquina de ensaio
universal até a ocorrência da fratura. A força necessária para a fratura das
restaurações de Fortress® foi de 0.88 kN. Estudos prévios indicaram que a
resistência à fratura de porcelanas feldspáticas foi de 0.77 kN. A análise estatística
demonstrou que não ocorreram diferenças significativas na resistência a fratura de
porcelanas reforçadas por leucita e de porcelanas feldspáticas. Além disso, estudos
26
prévios demonstraram não haver diferenças significativas entre ambos os tipos de
cerâmicas e os dentes hígidos usados como grupo controle.
Em 1999, Li e White realizaram um estudo para avaliar as propriedades
mecânicas de vários agentes de cimentação utilizados na odontologia. Os autores
afirmaram que o comportamento mecânico dos cimentos odontológicos é variável
e, devido às múltiplas falhas apresentadas por esses agentes, situações clínicas
específicas devem ser consideradas na escolha apropriada do cimento. As falhas
dos cimentos odontológicos ocorrem devido à formação de microfraturas e invasão
bacteriana ou por um fracasso total e deslocamento da restauração. Os modos de
falhas descritos estão relacionados às propriedades mecânicas e à deformação. Os
agentes de cimentação devem resistir aos esforços mastigatórios durante anos no
ambiente quente e úmido da cavidade bucal. Devem manter sua integridade
enquanto transferem as tensões das coroas ou próteses parciais fixas para a
estrutura dental. O módulo de elasticidade é importante porque é uma medida da
capacidade do material de resistir à deformação elástica quando submetido a carga
e é determinado pela força de união entre os átomos. Um módulo de elasticidade
intermediário entre a restauração e a estrutura dental é desejável porque reduz a
concentração de carga na interface, evitando tensões excessivas. Os cimentos
avaliados pelos autores foram: fosfato de zinco (Flecks®), policarboxilato (Durelon®),
ionômero de vidro convencional (Ketac Cem®), ionômero de vidro encapsulado
(Ketac Cem Maxicap®), ionômero de vidro modificado por resina (Vitremer® e
Infinity®), e cimento adesivo resinoso (Panavia 21® e Scotchbond®). Todos os
materiais foram proporcionados de acordo com as recomendações dos fabricantes
numa atmosfera de 60% ± 5% de umidade a 24°C ± 2°C. Nesse estudo, o módulo
de elasticidade dos oito cimentos foi quantificado por meio de uma técnica não-
destrutiva e avaliado por tipo de cimento e período de armazenamento (1 hora, 1
dia, 1 semana, 1 mês e 1 ano) pelo método de análise de variância (p < 0,05).
Propriedades compressivas (limite proporcional, resiliência e tenacidade),
resistências máximas (compressão, tensão diametral e flexão) e resistência à flexão
foram determinadas e avaliadas por análise de variância para duas velocidades de
carregamento constantes (5 e 0,5 mm/min) e tipo de cimento (p< 0,05). Os
resultados mostraram que os agentes de cimentação diferem consideravelmente em
relação às propriedades mecânicas. O módulo de elsticidade foi influenciado pelo
27
tipo de cimento e pelo tempo de armazenamento antes do teste. O policarboxilato e
o ionômero de vidro tiveram aumento no módulo de elasticidade em função do
tempo, enquanto os outros cimentos mostraram pequenas alterações após o
primeiro dia. Os cimentos adesivos resinosos e os cimentos de ionômero de vidro
modificado por resina mostraram módulo de elasticidade menor em relação aos
outros tipos de cimento. Os cimentos mostraram diferentes mecanismos de falha na
compressão e somente o cimento fosfato de zinco e o ionômero de vidro
convencional sofreram fratura friável sem deformação plástica. Os cimentos com
componentes resinosos mostraram mais resistência na flexão que os outros tipos de
cimento.
Kelly (1999) examinou as características do tradicional teste laboratorial de
fratura por carga, contrastando com as variáveis que desempenham papel
importante nas falhas clínicas das restaurações totalmente cerâmicas, com a
perspectiva de desenvolvimento de testes mais relevantes que reproduzam as
condições intra-bucais. Segundo o autor, apesar das pesquisas avaliarem
parâmetros como preparo dental, vários materiais de casquete e de revestimento,
espessura e tipos de agente de cimentação e módulo de elasticidade da
subestrutura, pouca atenção tem sido dispensada para a condição de tensão ou
mecanismo em que as falhas ocorrem durante os testes e para a relevância clínica
dos dados para os testes. Uma característica dos testes laboratoriais é a
necessidade de aplicação de força elevada (1500 a 5000 N), enquanto a força
exercida durante a mastigação é bem inferior (364 N) e a força máxima relatada em
pacientes que apresentam apertamento é de 890 N. Além disso, um grande número
de fragmentos são produzidos em testes laboratoriais em contraste com as falhas
clínicas típicas que produzem 2 fragmentos. Nos testes de resistência à flexão por
três ou quatro pontos, os espécimes em forma de barra não representam de forma
adequada o conjunto cerâmica-cimento-dentina observado clinicamente. Neste
caso, se a cerâmica estiver uniformemente suportada e cimentada em um material
de menor rigidez, a maior concentração de tensões ocorre na interface da cerâmica
com o cimento diretamente abaixo da área de aplicação da força. Esta
concentração de tensões é mais influenciada pela rigidez do material de suporte do
que pela espessura da cerâmica. Assim, coroas cerâmicas cimentadas em
substratos mais rígidos produzem menor tensão na interface com o cimento e,
28
portanto, substratos mais rígidos estariam mais bem indicados. Outro importante
fator que deve ser levado em conta nos testes laboratoriais é a presença de facetas
de desgastes nos dentes naturais, que podem variar de 0.5 a 3 mm e que, portanto,
não podem ser representadas como pontos de contato. Os testes tradicionais que
utilizam esferas de aço para aplicação de força estariam inedequados, pois não são
mecanismos observados clinicamente. Lâminas finas de polietileno podem ser
colocadas entre a esfera e o espécime para assegurar uma distribuição mais
homogênea do contato. As restaurações cerâmicas deveriam falhar nos testes
laboratoriais devido aos mesmos tipos e tamanhos de defeitos produzidos no meio
intra-bucal. As tensões na superfície de cimentação em função do módulo de
elasticidade do suporte e do cimento, a espessura da cerâmica e do cimento, a
forma da cerâmica e a aplicação de força nos espécimes deve estar o mais próximo
possível das condições clínicas. Os testes de fraturas tradicionais são inadequados,
pois não criam os mecanismos de falhas observados em amostras clínicas
recuperadas. Para que os resultados finais sejam relevantes, os testes laboratoriais
devem causar os mesmos tipos de danos observados nos casos de fraturas ou
falhas clínicas.
Haselton et al. em 2000, avaliaram o desempenho clínico de coroas
totalmente cerâmicas (In-Ceram®), através de um estudo retrospectivo, examinando
quarenta e um pacientes em um período de três anos. Os autores relatam que
determinadas condições intra-bucais não podem ser reproduzidas em laboratório,
incluindo a aplicação de cargas cíclicas múltiplas e intermitentes durante a
mastigação, desgaste e apertamento, exposição constante a umidade, meio rico
em bactérias, ingestão de alimentos quentes, frios ou ácidos e escovação violenta
ou precária escovação. Os quarenta e um pacientes que participaram do estudo,
sendo dezesseis homens e vinte e cinco mulheres, com uma média de idade de
47,3 anos, possuíam um total de 80 coroas In-Ceram®, cimentadas entre 1994 e
1997. A distribuição das restaurações foi: 67% de coroas unitárias anteriores, 26%
de coroas unitárias posteriores, 6% de coroas sobre implantes anteriores e 1% de
coroas sobre implantes posteriores. Os critérios de avaliação foram: integridade
marginal, matiz correspondente ao dente adjacente, lesões de cárie secundária,
desgaste da coroa e da dentição antagonista e trincas visíveis nas restaurações.
Os pacientes foram avaliados também com respeito a higiene oral e satisfação do
tratamento. A classificação utilizada seguiu o critério modificado USPHS (United
29
States Public Health Service), sendo que o índice Alpha corresponde aos melhores
resultados, o índice Bravo corresponde a resultados intermediários e o índice
Charlie corresponde a resultados inferiores. Os resultados mostraram que 88% das
restaurações receberam avaliação Alpha ou Bravo para integridade marginal, 99%
das coroas receberam avaliação Bravo ou superior para matiz correspondente ao
dente adjacente e somente 1% das coroas exibiu lesão de cárie secundária. Uma
restauração apresentou sinais de desgaste oclusal. Uma pequena fratura foi
observada na crista marginal de uma coroa de pré-molar, mas não comprometeu a
integridade da restauração. Um paciente teve a restauração do molar substituída
devido à fratura do casquete. Todos os pacientes expressaram satisfação com o
tratamento. Aproximadamente 70% dos participantes não relataram sensibilidade
durante ou após o tratamento. Uma estimativa da taxa de sucesso para quatro anos
(Alpha ou Bravo), com um intervalo de confiança de 95%, foi calculada como:
83.5% (65.7% a 94.6%) para integridade marginal, 95.8% ( 82.9% a 99.8%) para
matiz compatível, 95.5% (81.6% a 99.7%) para lesão de cárie secundária, 100%
(88% a 100%) para desgaste e 100% (88% a 100%) para trincas. É possível
concluir que as restaurações cerâmicas In-Ceram® demonstraram um desempenho
clínico satisfatório, podendo ser selecionadas com sucesso para a utilização tanto
em dentes posteriores com em dentes anteriores.
Em 2000, Drummond et al. afirmaram que as cerâmicas, que são materiais
friáveis, falham quando a capacidade de suportar tensões é comprometida pela
presença de defeitos nas restaurações. Muitos estudos relatam que as cerâmicas
prensadas reforçadas por leucita possuem propriedades mecânicas superiores às
cerâmicas feldspáticas convencionais. Os autores avaliaram a resistência à flexão
de restaurações cerâmicas utilizando carga estática e cíclica e a tenacidade à
fratura sob carga estática, comparando quatro cerâmicas prensadas reforçadas por
leucita (Empress®, Finesse Pressable® e OPC® claro e escuro), uma cerâmica
feldspática de baixa fusão e uma cerâmica experimental de dissilicato de lítio. Os
espécimes foram confeccionados em forma de barras, de acordo com as
recomendações dos fabricantes, nas dimensões de 2.5 x 5 x 20mm³. As amostras
foram mantidas em meio seco ou água destilada (grupos controle) ou armazenadas
durante três meses em meio seco ou água destilada (500 ml de água destilada a
37ºC em recipientes de polietileno) e avaliadas quanto à resistência à flexão e à
tenacidade à fratura. Os espécimes foram submetidos a máquina de ensaio
30
universal (Instron 125®) pelo teste dos três pontos, inicialmente com uma força fixa
de 4 Kgf e, posteriormente, variando de 1 a 4 Kgf com 1000 ciclos. Um microscópio
eletrônico de varredura (MEV) (JOEL 35C®) e um espectroscópio de energia
dispersiva (EDS) (TN 5500®) foram utilizados para examinar as fraturas e
determinar a composição química dos espécimes. A análise estatística utilizou
ANOVA e teste de Tukey para avaliação dos resultados. A média de resistência à
flexão em meio seco e em água destilada (grupos controle, sem armazenamento e
carga cíclica) foi de 67 a 99 MPa, exceto para a cerâmica experimental que foi de
191 a 205 MPa. O armazenamento em água durante três meses ocasionou uma
moderada redução na resistência à flexão (6-17%) , afetando mais a tenacidade à
fratura (5-39%). A maior redução na resistência à flexão foi observada quando os
espécimes foram submetidos à carga cíclica (15-60%). Em relação à tenacidade à
fratura, todos os materiais apresentaram valores inferiores à cerâmica de dissilicato
de lítio. A análise da microscopia eletrônica de varredura apresentou
microestruturas diferentes para cada grupo de material e indicou que a distribuição
da fase cristalina das cerâmicas prensadas é mais uniforme que a das cerâmicas
feldspáticas convencionais. A melhora das propriedades mecânicas da cerâmica de
dissilicato de lítio, que foi superior tanto para a resistência à flexão quanto para a
tenacidade à fratura que as demais cerâmicas, foi atribuída ao tamanho das
partículas e sua distribuição e não, necessariamente, a mudanças na sua
composição. As cerâmicas prensadas reforçadas por leucita apresentaram
propriedades superiores às cerâmicas feldspáticas convencionais. É possível
concluir que a influência do ambiente de teste e as condições de carga cíclica
implicam que esses materiais cerâmicos na cavidade oral são susceptíveis à fadiga
cíclica, resultando na redução da longevidade das restaurações.
Gorman et al. (2000) investigaram as propridades mecânicas de duas
cerâmicas termo-prensadas, OPC® e Empress®, para avaliar se há diferenças
estatísticas significativas entre elas. A fase cristalina dos materiais antes e após a
termo-prensagem foi analisada por difração radiográfica (Phillips PW 1050®) para
observar a ocorrência de diferenças no produto final. Para o teste de resistência à
flexão biaxial foram utilizados discos com 20 mm de diâmetro e 1,5 mm de
espessura e o método de teste padrão foi realizado pela técnica de três pontos.
Uma célula de carga de 2kN foi usada com uma velocidade de carregamento
constante de 2 mm/min. A técnica de endentação Vickers foi utilizada para medir a
31
dureza e a tenacidade à fratura dos materiais. Todos os dados foram submetidos à
análise estatística pelo teste de Mann-Whitney. O principal conteúdo cristalino da
cerâmica Empress® é a leucita. A análise por difração radiográfica demonstrou que
a quantidade de leucita não aumentou como resultado da termo-prensagem, isto é,
a microestrutura da cerâmica Empress® antes e após o processamento não se
alterou. OPC® é uma cerâmica à base de leucita, que, inicialmente, apresenta-se
como um pó compacto cristalino, que é convertido em cerâmica vítrea após o
processamento. A análise por difração radiográfica demonstrou diferenças no
material antes e após o processamento, que se tornou uma complexa mistura de
óxidos cristalinos à cerâmica vítrea. Como resultado da análise por difração
radiográfica, há diferenças entre os materiais (OPC® e Empress®), antes da termo-
prensagem, mas, após o processamento, os materiais tornam-se similares na sua
microestrutura. A resistência à flexão biaxial para o Empress® foi 134.4 (11.5) MPa
e, para o OPC® foi de 153.6 (17.8) MPa. A resistência da cerâmica OPC® é superior
ao Empress® pois os cristais de leucita aparecem mais uniformemente distribuídos,
no entanto, estatisticamente, essa diferença não foi significativa. A tenacidade à
fratura do Empress® foi de 1.33 (0.08) Mpamº·³ e do OPC foi de 1.36 (0.29)
MPamº·³ . A dureza do Empress® foi de 6.94 (0.79) GPa e do OPC® foi de 7.28
(0.62) GPa. Não ocorreram diferenças estatísticas significativas entre os dois
materiais na tenacidade à fratura e na dureza, de acordo com o teste de Mann-
Whitney, em um intervalo de confiança de 95%.
Malament e Socransky (2001) examinaram o efeito de diferentes tipos de
agentes de cimentação e estruturas de suporte na durabilidade de restaurações
clínicas confeccionadas com uma cerâmica vítrea (Dicor®). Um total de 1444
restaurações cerâmicas unitárias foram cimentadas em dentes de 417 adultos. As
falhas foram definidas como restaurações que necessitaram ser refeitas devido à
fratura do material. Os pacientes foram acompanhados durante 16 anos. Os
resultados mostraram que o risco anual de fratura, estimado para as restaurações
cerâmicas cimentadas sobre o ouro, foi de 0.86% e para as restaurações
cimentadas sobre dentina foi de 2.3%. Para as restaurações cimentadas sobre
estrutura cerâmica, o risco anual estimado foi de 1.37%. A probabilidade de
sobrevivência de uma restauração cimentada sobre o ouro foi de 91% durante os
16 anos da pesquisa, enquanto sobre dentina foi de 75% para o mesmo período. A
diferença entre os grupos foi estatisticamente significativa. Para restaurações
32
cimentadas sobre estrutura cerâmica, essa taxa foi de 89%, em um período de dez
anos, e essa diferença não foi estatisticamente significativa em relação aos outros
dois grupos. Nos 16 anos de pesquisa, a probabilidade de sobrevivência de uma
restauração cimentada sobre dentina, com o uso do ataque ácido, foi de 75%
comparada a 43%, quando o ataque ácido não foi utilizado. O risco de fratura
estimado para restaurações cimentadas sobre o ouro, sem ataque ácido, é 2.24
vezes maior que quando o ataque ácido é utilizado. Em relação ao agente de
cimentação utilizado, as restaurações cimentadas com cimento resinoso mostraram
um comportamento mais favorável que restaurações cimentadas com cimento de
ionômero de vidro ou fosfato de zinco. É possível concluir que diferentes materiais
de suporte podem afetar a durabilidade de restaurações cerâmicas Dicor®.
Materiais com alto módulo de elasticidade podem reduzir a probabilidade de fratura
das restaurações.
Azer et al. (2001) determinaram a influência de dois materiais restauradores
comumente utilizados para confecção de núcleos de preenchimento (amálgama e
resina) na resistência à fadiga estática e cíclica de coroas totalmente cerâmicas
confeccionadas com OPC® (Jeneric/Pentron Inc, Wallingford, Conn). A dentina foi
utilizada como grupo controle. A resistência à tensão diametral e compressiva foi
avaliada em quarenta cilindros de OPC® (6 x 12 mm), também testada em meio
seco e úmido. Nesse estudo, cento e trinta e cinco coroas de OPC® foram
confeccionadas pelo mesmo pesquisador e cimentadas, em terceiros molares
humanos extraídos, com um cimento resinoso dual (Bond-I®), tendo sido todo o
material fornecido pelo fabricante. O material utilizado para o núcleo de
preenchimento foi amálgama (Tytin®; kerr) e uma resina composta fotopolimerizada
(XRV Herculite®; Kerr). Os espécimes foram divididos em dois grupos. O grupo 1
consistiu de 60 dentes para carga estática (20 dentes em cada grupo, sendo 10 em
meio seco e 10 em meio úmido) e o grupo 2 de 75 dentes para carga cíclica (25
dentes em cada grupo). Os cilindros foram divididos em dois grupos: 20 submetidos
ao ensaio de resistência compressiva (10 em meio seco e 10 em meio úmido) e 20
ao ensaio de resistência à tensão diametral (10 em meio seco e 10 em meio
úmido). Todas as coroas foram armazenadas em água destilada a 37°C por um
mês para simular o ambiente bucal. Para simular o ciclo de mastigação, as coroas
do grupo 2 foram submetidas a forças de 80 kg, 30 kg e 80 kg até completar 1000
ciclos. Os resultados para a resistência à compressão estática foram: dentina (22.7
33
± 4.5 MPa para o meio seco e 19.7 ± 4.7 em meio úmido), amálgama (25.2 ± 5.2
para o meio seco e 21.6 ± 6.3 para o meio úmido) e resina (20.19 ± 4.1 para o
meio seco e 18.7 ± 4.9 para o meio úmido). Não ocorreram diferenças
estatistiscamente significativa entre os três grupos. A média de tensão de fratura
para os cilindros de OPC® foi 1473.6 ± 527.4 MPa (meio seco) e 793.8 ± 280.1
MPa (meio seco). A análise de variância mostrou diferenças estatisticamente
significativas entre os grupos. Para a tensão diametral a média foi de 42.2 ± 11.1
MPa (meio úmido). O teste em meio seco foi considerado inválido, pois os
espécimes despedaçaram ao invés de se dividirem em 2 ou 3 fragmentos. A média
de resistência à fadiga cíclica foi de 9.5 ± 1.5 MPa (dentina), 10.3 ± 1.6 MPa
(amálgama) e 13.3 ± 3.2 MPa (resina composta). Não ocorreu diferença
estatisticamente significativa entre os grupos. É possível concluir que a resistência
à compressão das coroas de OPC® testadas em meio úmido foi estatisticamente
diferente sob carga cíclica e estática. Nenhuma diferença estatisticamente
significativa foi encontrada entre os três materiais de preenchimento em relação à
resistência à compressão, o que sugere que o módulo de elasticidade desses
materiais não influenciou a resistência à fratura das restaurações de OPC®.
Casson et al. (2001) realizaram um estudo para avaliar a influência de três
tipos de agentes cimentantes na resistência à fratura por compressão de
restaurações de cerâmica pura confeccionadas com material TechCeram®. Os
cimentos utilizados foram: um cimento de fosfato de zinco, um cimento de ionômero
de vidro e um cimento resinoso. A técnica de cimentação utilizada para cada
material foi a recomendada pelos respectivos fabricantes. O grupo controle utilizou
dentes não restaurados. Os resultados obtidos mostraram que as restaurações
cimentadas com cimento de fosfato de zinco possuem maior resistência à fratura
(1216 N), seguida da cimentação com cimento resinoso (989 N). As restaurações
cimentadas com cimento de ionômero de vidro apresentaram resultados
semelhantes aos dentes não restaurados (754 N). A análise estatística demonstrou
diferenças significativas entre os grupos. Além disso, a diferença da resistência à
fratura das restaurações cimentadas com fosfato de zinco e com cimento resinoso
é estatisticamente significativa quando as mesmas são comparadas ao grupo
controle. Por outro lado, a cimentação das restaurações com cimento de ionômero
de vidro não apresentou diferenças estatísticas quando comparada ao grupo
controle.
34
Gemalmaz e Ergin (2002) avaliaram o desempenho clínico de restaurações
totais cerâmicas (IPS Empress®) cimentadas com um cimento resinoso e
compararam dois adesivos dentinários usados para cimentação. Os autores
afirmaram que poucos estudos in vivo foram realizados para avaliar o
comportamento das cerâmicas odontológicas. Um total de trinta e sete coroas de
IPS Empress® foram cimentadas em vinte pacientes, com uma média de idade de
24.7 anos, sendo nove mulheres e onze homens. Dezoito dentes que receberam
as restaurações eram dentes não-vitais. 55% das margens gengivais estavam
localizadas subgengivalmente, 25% estavam na margem gengival e 20% estavam
localizadas supragengivalmente. Todas as margens gengivais ao redor das
restaurações encontravam-se saudáveis, sem sinais de alteração de cor ou
sangramento após a cimentação. Nenhuma restauração possuía contato oclusal
com o dente antagonista. Vinte coroas foram cimentadas com Variolink II®
(Vivadent) em combinação com o adesivo Syntac Classic® (Vivadent). As
dezessete coroas restantes foram cimentadas com Variolink II® (Vivadent) com o
adesivo Syntac Single® (Vivadent). Todos os procedimentos de cimentação foram
realizados pelo mesmo profissional. Todas as restaurações cerâmicas foram
avaliadas de acordo com a California Dental Associations (CDA), por um período de
12 a 41 meses com uma média de 24 meses após a cimentação das restaurações.
Dois examinadores devidamente calibrados avaliaram a integridade marginal, forma
anatômica, superfície e cor das coroas. O teste estatístico Kaplan-Meier foi utilizado
para comparação dos resultados. O índice de placa e as condições gengivais foram
comparados com os dentes homólogos e o teste de Wilcoxon utilizado para as
diferenças proporcionais. Das trinta e sete coroas de IPS Empress® avaliadas, um
índice de satisfação de 94.6% foi alcançado. A fratura foi registrada em apenas
uma coroa. Uma restauração falhou devido ao deslocamente do pino metálico pré-
fabricado. Trinta e cinco coroas apresentaram uma leve alteração de cor
comparadas à estrutura dental (37%). 20% apresentaram ligeiro sobrecontorno da
restauração e 19% ligeira discrepância marginal sem evidência de cárie. Não
ocorreu diferença significativa entre os dois tipos de adesivo dentinário utilizados.
Entre as dezenove coroas cimentadas em dentes vitais apenas uma apresentou
sensibilidade ocasional causada por ingestão de alimentos quentes ou frios.
Nenhuma restauração apresentou grave acúmulo de placa ou inflamação gengival.
35
Nenhuma diferença significativa foi observada na saúde gengival das coroas com
as margens localizadas no nível gengival ou supragengival em comparação ao
grupo controle. No entanto, para as coroas com as margens localizadas
subgengivalmente o índice de sangramento à sondagem foi significativamente
superior que o dente controle contralateral.
Albakry et al. (2003a) afirmaram que a grande aceitação dos profissionais e
pacientes por restaurações totalmente cerâmicas está baseada nas propriedades
desses materiais como biocompatibilidade e estética. No entanto, as falhas
mecânicas freqüentemente ocorrem devido à incapacidade desses materiais de
suportar tensões através de deformação plástica. O grande desafio de
pesquisadores e fabricantes está em desenvolver um material cerâmico que
combine resistência suficiente e um grau de translucidez necessário na odontologia
estética. Temos disponíveis no mercado vários sistemas cerâmicos e a seleção
apropriada do material em diversas situações clínicas se faz necessária. O vidro
ceramizado prensado tem sido amplamente utilizado devido a alguns fatores como:
facilidade de fabricação (técnica convencional da cera perdida), precisão oclusal e
melhor integridade marginal, translucidez e boas propriedades mecânicas (sistema
reforçado por cristais). Dois exemplos desse sistema cerâmico são a IPS Empress®
e Empress 2®. A IPS Empress® é um vidro ceramizado reforçado por cristais de
leucita, utilizado para confecção de restaurações unitárias, inlays e onlays. O
Empress 2® foi desenvolvido para utilização em próteses parciais fixas de três
elementos e na sua composição química contém cristais de dissilicato de lítio que
representa o principal conteúdo cristalino. Existem duas técnicas de fabricação de
cerâmicas prensadas: uma caracterizada por pigmentos e glazeamento e a técnica
convencional de inserção de incrementos de porcelana. O objetivo do estudo
realizado pelos autores supracitados foi comparar a resistência à flexão biaxial, o
módulo de elasticidade e o coeficiente de Poisson de três cerâmicas prensadas:
IPS Empress® (EM1), Empress 2® (EM2) e uma cerâmica experimental (EC). A
difração radiográfica foi utilizada para identificar a fase cristalina e para avaliar o
efeito do calor de prensagem e o tratamento térmico (simulação de ciclos de
queima) no conteúdo cristalino das cerâmicas EM1 e EM2. Vinte discos
padronizados (14 x 1.1 mm) de cada material e três espécimes retangulares
padronizados (30 x 12.75 x 1.1 mm) de EM1 e EM2 foram confeccionados seguindo
36
as recomendações dos fabricantes. Vinte discos de cada material foram
submetidos ao teste de resistência à flexão biaxial pela técnica dos quatro pontos,
em uma máquina de ensaio universal a uma velocidade de carregamento constante
de 0,5 mm/min até a ocorrência da fratura. A frequência de ressonância (Hz) nos
espécimes em forma de barra foi utilizada para calcular o módulo de elasticidade e
o coeficiente de Poisson pela equação de ASTM (C 1259-94). Os resultados
mostraram que a resistência à flexão biaxial foi de 175 ± 32, 407 ± 45 e 440 ± 55
MPa para a IPS Empress®, a Empress 2® a a cerâmica experimental,
respectivamente. O módulo de elasticidade encntrado foi 65, 103 e 91 GPa para os
mesmos materiais, respectivamente. A análise estatística demonstrou que não
ocorreu diferença significativa na resistência à flexão e no módulo de elasticidade
da Empress 2® e da cerâmica experimental, que foram superiores à IPS Empress®.
O coeficiente de Poisson dos três materiais foram similares, o que pode ser
explicado pelo fato dos três constituírem-se de cerâmicas vítreas. A difração
radiográfica demonstrou que a leucita é a principal fase cristalina da EM1 e o
dissilicato de lítio para EM2 e EC. Mostrou também que o conteúdo cristalino da
EM1 e EM2 não foi alterado quando submetido à prensagem ou simulação de
ciclos de queima da cerâmica. Dentro das limitações desse estudo, foi possível
concluir que a melhoria das propriedades mecânicas da Empress 2® e da cerâmica
experimental em relação à IPS Empress® pode ser atribuída à natureza e
quantidade do conteúdo cristalino de dissilicato de lítio presente nesses materiais.
Um outro estudo realizado por Albakry et al. (2003b) avaliou a tenacidade à
fratura e a dureza de três cerâmicas prensadas: IPS Empress® (E1), Empress 2®
(E2) e uma cerâmica experimental (EC). A difração radiográfica foi utilizada para
complementar os dados observados. Vários sistemas cerâmicos têm sido
desenvolvidos, na tentativa de preencher os requisitos necessários para a
odontologia restauradora: facilidade de fabricação e estética, unidas à adequada
resistência e tenacidade à fratura. As cerâmicas prensadas são um destes sistemas
que alcançam a resistência devido à presença de finos cristais dispersos em uma
matriz vítrea. A IPS Empress® é uma cerâmica vítrea reforçada por leucita e a
Empress 2® é uma cerâmica vítrea de dissilicato de lítio. A dureza é considerada
uma propriedade importante na comparação de materiais restauradores. É a
medida da resistência à endentação da superfície ou à penetração. Isto significa
37
que a medida da dureza de materiais restauradores delineia a abrasividade do
material a que a dentição natural estará submetida. Nesse trabalho foram utilizados
quinze discos (14 mm de diâmetro e 1 mm de espessura) e quinze barras ( 20 mm
de comprimento, 4 mm de largura e 1 mm de espessura). E1 e E2 foram
preparados seguindo as recomendações dos fabricantes. A cerâmica experimental
EC foi fornecida pelo fabricante. A tenacidade à fratura foi determinada por duas
diferentes técnicas: fratura por endentação e resistência à endentação. Na técnica
de fratura por endentação, a dureza de cada material foi determinada. Os dados
foram submetidos à análise estatística pelo ANOVA e teste de Tukey. A tenacidade
à fratura resultante da técnica da resistência à endentação (teste de flexão dos três
pontos e teste de flexão biaxial) foi para a IPS Empress® de 1.39 (DP 0.3) e 1.32
(DP 0.3), para a Empress 2® foi de 3.14 (DP 0.5) e 2.5 (DP 0.3) e para a cerâmica
experimental de 3.32 (DP 0.6) e 2.43 (DP 0.3) MPam1/2. A técnica de fratura por
endentação gerou trincas ortogonais de diferentes comprimentos para Empress 2®
e para a cerâmica experimental, dependendo se essa foi perpendicular ou paralela
aos cristais de dissilicato de lítio. Assim, dois valores foram relatados: para
Empress 2® de 1.5 (DP 0.2) e 1.16 (DP 0.2) e para a cerâmica experimental de 1.67
(DP 0.3) e 1.15 (DP 0.15) MPam1/2. A difração radiográfica mostrou que, quando
ocorre a propagação de trincas perpendiculares aos cristais de dissilicato de lítio, a
tenacidade à fratura da cerâmica é superior em relação à propagação paralela a
esses cristais. Para a IPS Empress® o resultado da fratura por endentação foi de
1.26 (DP 0.1). Os valores de dureza encontrados foram de 6.6 GPa para a IPS
Empress®, 5.3 GPa para a Empress 2® e 5.5 GPa para a cerâmica experimental.
Não ocorreram diferenças significativas nos resultados da tenacidade à fratura e
dureza entre a Empress 2® e a cerâmica experimental. Elas demonstraram
tenacidade à fratura superior e dureza inferior ao IPS Empress®, o que aponta
benefícios na aplicação clínica.
Um trabalho realizado por Pagani et al. (2003) avaliou a tenacidade à fratura
de diferentes sistemas cerâmicos, dentre eles a cerâmica Vitadur Alpha® (Vita-
Zahnfabrik), IPS Empress 2® (Ivoclar-Vivadent) e In Ceram Alumina® (Vita-
Zahnfabrik). A tenacidade à fratura determina todos os aspectos do comportamento
mecânico desses materiais. Foi utilizada a técnica de endentação, que se baseia na
série de trincas que se formam sob uma força intensa para obtenção dos valores de
38
tenacidade. A partir dos resultados foi possível observar que o material In Ceram
Alumina® apresentou a maior média de tenacidade (2,96 N/m3/2), enquanto a
Vitadur Alpha® (2,08 N/m3/2) apresentou um valor intermediário e a IPS Empress 2®
(1,05 N/m3/2) o menor valor. A cerâmica In Ceram® apresentou resultados
estatisticamente diferentes dos apresentados pela Empress 2®, enquanto a
cerâmica Vitadur Alpha® mostrou valores intermediários, sem diferir
estatisticamente dos outros dois materiais.
Guazzato et al. (2003) compararam a resistência, a tenacidade à fratura e a
microestrutura de diferentes materiais cerâmicos, dentre eles: três cerâmicas
vítreas prensadas (IPS Empress®, Empress 2® e uma cerâmica experimental) e
uma cerâmica infiltrada de alumina (In Ceram Alumina®). Os resultados mostraram
que o material mais resistente foi a cerâmica infiltrada por alumina (In Ceram
Alumina®) e o menos resistente foi a cerâmica vítrea (IPS Empress®). A cerâmica In
Ceram Alumina® apresentou os maiores valores de resistência, tenacidade à
fratura, módulo de elasticidade e dureza. É reconhecido que um aumento do
conteúdo cristalino das cerâmicas vítreas resulta no aumento da resistência e da
tenacidade à fratura. No entanto, em materiais com conteúdo cristalino semelhante,
outros fatores como porosidade, tamanho da partícula, forma e orientação, são
importantes para determinar as propriedades mecânicas. Os autores consideraram
outros fatores como fadiga, cimentação, manuseio e desenho das restaurações
importantes para o desempenho clínico das restaurações cerâmicas.
Webber et al. (2003) afirmam que o desenho do preparo para a coroa deve
ter um equilíbrio entre a preservação da estrutura dental e a forma de retenção e
resistência suficientes. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito, na resistência
à fratura, de espessuras diferentes da cerâmica de cobertura em um núcleo de
Procera AllCeram®. As restaurações foram feitas em forma de coroa, pois dessa
forma o comportamento das restaurações estaria mais próximo da situação clínica
do que espécimes em forma de disco. Sessenta troquéis de liga de Cobre e Zinco
foram desgastados em formato de preparo para coroa com término em chanfro,
com 8 graus de convergência, 7 mm de altura, 4.2 mm de diâmetro oclusal. O
diâmetro entre a linha de acabamento oposta, no grupo 1, foi de 8 mm e, nos
grupos 2 e 3, de 9 mm. As sessenta coroas foram fabricadas com o núcleo de
espessura de 0.6 mm. No grupo 1, foi utilizada cerâmica Procera® com
39
recobrimento de AllCeram® de 0.4 mm. No grupo 2, cerâmica Procera® com
recobrimento de AllCeram® de 0.9 mm. E no grupo 3, cerâmica In Ceram® com
recobrimento de Vitadur Alpha® de 0.9 mm. A redução axial, no grupo 1, foi de 1
mm, enquanto nos grupos 2 e 3, foi de 1.5 mm. Cada grupo foi constituído por vinte
coroas. O grupo 3 (In Ceram®) foi usado como grupo controle. Os espécimes foram
posicionados em um aparato de carga vertical estática por 10 minutos, submetidos
a uma força de 5 Kg e, posteriormente, armazenados em água destilada a 37oC por
24 horas. O teste de resistência à compresão foi realizado em máquina de ensaio
universal (Instron®, High Wycombe, Reino Unido). Uma pré-força axial de 20 N foi
aplicada. A força compressiva foi aplicada através de uma esfera de aço inoxidável
de 4 mm de diâmetro no centro da superfície oclusal, a uma velocidade de
carregamento constante de 0.1 mm/min até a ocorrência da fratura da restauração.
Uma célula de carga de 50 kN foi utilizada. Os resultados foram submetidos à
análise de variância (ANOVA) e testes independentes de Bonferroni também foram
aplicados. Os fragmentos de 4 espécimes de cada grupo foram avaliados em
microscópio eletrônico de varredura. Os resultados mostraram que a força média
de fratura no grupo 1 foi de 2197.6 N (DP 776.4), no grupo 2 de 2401.4 N (DP
699.1) e no grupo 3 de 2581.0 N (DP 715.6). Não ocorreram diferenças estatísticas
significativas entre os três grupos. É possível concluir que, dentro dos parâmetros
desse estudo, a espessura da cerâmica de cobertura de coroas Procera AllCeram®
não teve efeito significativo na resistência à fratura por compressão.
Thompson e Rekow (2004) revisaram pesquisas clínicas sobre diversas
cerâmicas, utilizadas para restaurações de molares, descrevendo os mecanismos
de danos e fadiga que contribuem para a falha desses materiais. Os molares foram
escolhidos por serem um desafio, pois são os dentes que recebem maior
quantidade de força e de contatos cíclicos e, portanto, estão mais sujeitos a falhas.
Os diferentes tipos de materiais cerâmicos possuem valores variáveis de
resistência, módulo de elasticidade e tenacidade à fratura. As fraturas geralmente
são iniciadas na parte interna da restauração, na superfície da cimentação, onde
ocorre maior tensão, e propagam-se através do material para a superfície externa,
resultando em fratura. O desempenho das restaurações cerâmicas é influenciado
por vários fatores, dentre eles: o material selecionado, a espessura, falhas na
estrutura durante a fabricação, o sistema de cimentação utilizado, o substrato
40
(estrutura dental ou material de preenchimento) e a função oclusal. Os autores
concluíram que a fratura por flexão radial, em todas as restaurações cerâmicas,
começa na superfície de cimentação da coroa. A carga para iniciar uma fratura
radial é primeiramente influenciada pela espessura da restauração e, em menor
extensão, pelo módulo de elasticidade do substrato subjacente. O papel da rigidez
relativa do substrato dental aponta para a necessidade de limitar a espessura do
cimento adesivo resinoso, sempre que possível. Deve-se evitar partículas de
abrasão na superfície de cimentação da coroa, bem como qualquer modificação na
superfície interna da restauração antes da cimentação.
Attia e Kern (2004a) avaliaram a influência de dois procedimentos adesivos
na resistência à fratura de restaurações cerâmicas CAD/CAM e cerâmicas de baixa
fusão. O estudo comparou o sistema primer multicomponente para porcelana com e
sem o uso do ácido hidrofluorídrico. No grupo controle, foram usados o ácido
hidrofluorídrico e o silano para o condicionamento. Quarenta e nove pré-molares
superiores hígidos, sem trincas ou fraturas foram selecionados e armazenados em
solução de timol 0.1%. Sete pré-molares não foram restaurados e foram utilizados
como o grupo controle, enquanto quarenta e dois dentes foram preparados e
divididos em três grupos. Três sistemas cerâmicos foram utilizados: uma cerâmica
de baixa fusão (Duceram ®) e duas cerâmicas torneáveis (Vita Mark II® e ProCAD® )
confeccionadas pelo sistema CAD/CAM Cerec 3. Cada grupo, composto por
quatorze dentes, que foram confeccionados com um sistema cerâmico, foi
subdividido em dois grupos que receberam condicionamentos diferentes. Metade
da amostra recebeu ácido hidrofluorídrico a 4,9%, seguido da aplicação do silano
Mirage ABC®. A outra metade recebeu ácido fosfórico a 65%, seguido da aplicação
do primer para porcelana (Porcelain Line M®). Todos os espécimes foram
cimentados usando o agente resinoso SuperBond C&B®. Depois de 24 horas
armazenados em água, os espécimes foram submetidos à aplicação de força
compressiva em máquina de ensaio universal, no longo eixo, do dente a uma
velocidade de carregamento constante de 1,0 mm/min até a ocorrência da fratura.
A força necessária para a fratura foi registrada e os resultados foram submetidos à
análise de variância (ANOVA) e teste de Tukey. Os resultados mostraram que a
força para a fratura do grupo controle foi de 738.3 ± 195.3 N e não foi
significativamente diferente dos grupos CAD/CAM, que foram de 667.7 ± 72.3 N e
41
715.9 ± 105.2 N. No entanto, a força para fratura dos dentes hígidos e dos sistemas
cerâmicos CAD/CAM foi significativamente maior que a força para fratura das
restaurações confeccionadas por porcelanas de baixa fusão, condicionadas com
ácido hidrofluorídrico e silano (465.5 ± 101.1 N) ou condicionadas com ácido
fosfórico e primer para porcelana (447.5 ± 63.4 N). Os resultados mostraram ainda
que não há diferença significativa entre a resistência à fratura dos três sistemas
cerâmicos, quando utilizados os dois procedimentos adesivos. Portanto, a
aplicação do primer para cerâmica (Porcelain Liner M®) pode ser um método efetivo
para tratar a superfície de coroas de porcelana antes da cimentação.
Outro estudo, também realizado por Attia e Kern (2004b), investigou a
influência de carga cíclica, sob condições de umidade, com ciclagem térmica e o
uso de três diferentes agentes de cimentação na resistência à fratura de
restaurações cerâmicas confeccionadas com o sistema CAD/CAM e uma cerâmica
prensada. A amostra foi composta de noventa e seis pré-molares humanos hígidos
e sem a presença de trincas ou fraturas. Dezesseis dentes não foram preparados e
serviram como grupo controle. Quarenta e oito dentes foram preparados e
receberam coroas totais de uma cerâmica vítrea de dissilicato de lítio (IPS Empress
2®), enquanto os outros quarenta e oito dentes preparados receberam coroas totais
de uma cerâmica vítrea reforçada por leucita (ProCad®), confeccionadas pelo
sistema CAD/CAM Cerec 3. Esses dois grupos foram subdivididos em três
subgrupos cada e as restaurações foram cimentadas com três agentes de
cimentação (Panavia F®, Superbond C&B® e ProTec CEM®). Após uma semana de
armazenagem em água, metade dos espécimes de cada subgrupo foram
submetidos a ciclagem térmica e mecânica, sob condições de umidade, para
600.000 ciclos de mastigação e 3500 ciclos térmicos (58ºC/4ºC, com tempo de
pausa de 60 seg), em um simulador de mastigação. Todos os espécimes foram
submetidos a forças compressivas, aplicadas no longo eixo do dente, em máquina
de ensaio universal, a uma velocidade de carregamento constante de 1 mm/min,
até a ocorrência da fratura do corpo-de-prova. A força necessária para fratura foi
devidamente registrada e os dados submetidos à análise estatística para avaliação
dos resultados. Os resultados mostraram que a carga cíclica reduziu
significativamente a força necessária para fratura das cerâmicas ProCad®
cimentadas com o Superbond® de 987.2 para 786.0 N (P=0.014) e cimentadas com
42
ProTec CEM® de 914.4 para 630.7 N (P=0.007). Ainda, a força necessária para
fratura de coroas confeccionadas com Empress 2®, cimentadas com ProTec CEM®,
reduziu-se significativamente de 977.3 para 622.9 N (P=0.013). No entanto, a carga
cíclica não reduziu a força necessária para fratura de dentes naturais (P=0,430),
Empress 2® (P=0,431) e ProCad® (P=0,128), cimentadas com Panavia F®. Além
disso, com as mesmas condições de carga e agentes de cimentação, não há
diferenças significativas na resistência à fratura de restaurações ProCad® e
Empress 2®. Os autores concluíram que coroas CAD/CAM cimentadas
adesivamente possuem desempenho clínico similar àquele das coroas de
porcelana prensáveis (IPS Empress 2®), com a vantagem de necessitar de menor
tempo para sua confecção.
Potiket et al. (2004), avaliaram e compararam a resistência à fratura de
quatro tipos de coroas, confeccionadas por dois sistemas cerâmicos. As
restaurações totais foram confeccionadas com casquete de óxido de alumínio de
0,4 mm e 0,6 mm e casquetes de zircônia e coroas metalocerâmicas cimentadas
com um agente resinoso (Panavia 21®) em dentes naturais humanos. A amostra foi
composta de quarenta incisivos centrais superiores hígidos, sem a presença de
trincas ou fraturas, que foram divididos em quatro grupos: grupo MCC de coroas
metalocerâmicas (controle); grupo AC4 de coroas com casquete de óxido de
alumínio de 0,4 mm (Procera AllCeram® ); grupo AC6 de coroas com casquete de
óxido de alumínio de 0,6 mm (Procera AllCeram® ); grupo ZC6 de coroas com
casquete de zircônia de 0,6 mm (Procera AllZircônia®). Os espécimes foram
armazenados durante sete dias em solução salina com 100% de umidade relativa
e submetidos ao teste de compressão em máquina de ensaio universal a uma
velocidade de carregamento constante de 2 mm/min com uma angulação de 30
graus em relação ao longo eixo do dente até a ocorrência da fratura. O modo de
fratura foi examinado visualmente e os resultados submetidos à análise estatística.
Os resultados obtidos foram: grupo MCC (405 ± 130 N), grupo AC4 (447 ± 123 N),
grupo AC6 (476 ± 174 N) e grupo ZC6 (381 ± 166 N). A análise estatística não
mostrou diferenças significativas entre os grupos. A fratura ocorreu nos dentes e
não nas restaurações, em todos os espécimes. Os autores concluíram, com esse
estudo in vitro, que não há diferença significativa na resistência à fratura de dentes
restaurados com esse tipo de coroa totalmente cerâmica ou com restaurações
43
metalocerâmicas. Assim, as restaurações totalmente cerâmicas são uma alternativa
viável para restaurações de áreas altamente estéticas.
Um estudo realizado por Komine et al. (2004) avaliou a resistência à fratura
de restaurações cerâmicas de óxido de alumínio, em coroas de dentes posteriores,
cimentadas com diferentes cimentos resinosos, comparando-os antes e após a
aplicação de carga cíclica termomecânica. A amostra foi constituída de quarenta e
oito primeiros molares superiores, que foram preparados e restaurados com coroas
de cerâmica de óxido de alumínio (In Ceram Alumina®) de forma padronizada. Os
espécimes foram divididos aleatoriamente em três grupos. No grupo 1, as coroas
foram cimentadas com um cimento de resina acrílica (Super-Bond C&B®, grupo
SB). No grupo 2 e no grupo 3, foram utilizados cimentos resinosos (Panavia F®,
grupo PV e, Rely X Unicem®, grupo RX, respectivamente). Metade da amostra foi
submetida à fadiga termomecânica em um simulador de mastigação. Todos os
espécimes foram testados em relação à resistência à fratura usando carga semi-
estática. O teste de Wilcoxon foi utilizado para comparar a resistência à fratura
entre os grupos, sem exposição e após a exposição ao meio bucal artificial. Os
resultados mostraram que todos os espécimes resistiram à carga dinâmica e
ciclagem térmica no meio bucal artificial. Os valores de resistência obtidos sem/com
a carga cíclica termomecânica foram: grupo SB (2726 N/2673 N), grupo PV (2520
N/2083 N) e grupo RX (2036 N/2369 N). A resistência à fratura no grupo PV, após a
carga cíclica termomecânica, foi significativamente inferior quando comparado ao
grupo PV, sem o envelhecimento artificial, bem como foi significativamente inferior
quando comparado ao Grupo SB, com envelhecimento artificial. Os autores
concluíram que todos os cimentos testados podem ser utilizados com sucesso para
as restaurações cerâmicas de óxido de alumínio e, que a resistência à fratura das
coroas cimentadas com Panavia F® diminui significativamente após serem
submetidas ao envelhecimento artificial. Esse estudo in vitro nos permite observar
que os diferentes tipos de cimento e a carga cíclica termomecânica podem afetar a
resistência à fratura de restaurações cerâmicas In Ceram Alumina®.
Barros et al. (2005) avaliaram a resistência à fratura de coroas totais com
diferentes espessuras oclusais sobre diferentes substratos dentais (esmalte ou
dentina). As restaurações foram confeccionadas com IPS Empress 2® e ERIS® e
cimentadas com o cimento adesivo resinoso Variolink II® (Ivoclar-Vivadent). Os
44
espécimes foram submetidos ao teste de compressão e os resultados analisados
estatisticamente. Verificou-se que a resistência do substrato esmalte é
estatisticamente maior que a resistência do substrato dentina, independentemente
da espessura da restauração. Comparando-se as espessuras oclusais das
restaurações, independentemente do substrato dental adjacente, observou-se que
a resistência de restaurações com espessura oclusal de 2 mm foi estatisticamente
maior que a de restaurações com espessura de 1 mm. A partir desse estudo é
possível concluir que o tipo de substrato dental influencia a resistência à fratura de
coroas cerâmicas, independentemente da espessura oclusal da restauração. As
restaurações cerâmicas de IPS Empress 2® e ERIS®, cimentadas adesivamente
sobre esmalte, com espessura oclusal de 1 mm, apresentam a mesma resistência à
fratura que restaurações cimentadas sobre dentina em espessuras de 1 mm e 2
mm.
Krämer e Frankenberg (2005) realizaram um estudo clínico prospectivo para
avaliar o desempenho clínico de restaurações cerâmicas do tipo inlay e onlay
confeccionadas com IPS Empress®, com substituição de cúspides e margem
proximal localizada abaixo da junção cemento-esmalte. Noventa e seis
restaurações cerâmicas foram cimentadas em 34 pacientes (11 homens e 23
mulheres, com idade entre 20 e 57 anos) por seis profissionais em dentes
posteriores (59% em molares e 41% em pré-molares). Os pacientes incluídos na
pesquisa não apresentavam dor no dente restaurado, possuíam ausência de
atividade periodontal ou comprometimento pulpar e alto nível de higiene oral. As
restaurações foram cimentadas com um agente de união para esmalte e dentina
(Syntac Classic®) e quatro diferentes sistemas resinosos (Cimento Dual®, Variolink
Low®, Variolink Ultra® e Tetric®). As restaurações foram avaliadas por dois
pesquisadores devidamente calibrados usando o critério modificado de USPHS
(United States Public Health Service) A classificação utilizada foi Alpha, Bravo,
Charlie e Delta, modificada pelo critério USPHS, sendo que o índice Alpha
corresponde aos melhores resultados, o índice Bravo corresponde a resultados
intermediários e os índices Charlie e Delta correspondem a resultados inferiores. A
avaliação foi realikzada pelo período de 1, 2, 4, 6 e 8 anos com utilização de
espelhos, sondas, radiografias inter-proximais e fotografias intra-bucais. Os
resultados mostraram que todos os pacientes estavam satisfeitos com o
45
tratamento. Uma taxa de falhas de 8% foi observada após oito anos de
acompanhamento. Oito restaurações precisaram ser reposicionadas, seis inlays
sofreram fraturas coesivas e dois dentes necessitaram tratamento endodôntico.
Após oito anos, uma significativa deterioração da adaptação marginal foi observada
em 98% das restaurações que apresentaram deficiência marginal
independentemente do sistema de cimentação utilizado. A ausência de esmalte nas
margens e a substituição das cúspides não afetaram a qualidade das restaurações.
Lesões de cárie secundária não foram observadas. O sistema restaurador avaliado
apresentou resultados satisfatórios para restaurações extensas em regiões
posteriores.
Attia et al. (2006) pesquisaram a influência do tipo de agente de cimentação
na resistência à fratura de restaurações totalmente cerâmicas. As restaurações
cerâmicas foram confeccionadas com Vita Mark II® e cimentadas com três tipos de
material: RelyX ARC®, GC Fuji CEM® e cimento de fosfato de zinco. A técnica de
cimentação utilizada respeitou as recomendações dos fabricantes. Esse estudo
concluiu que a cimentação adesiva, utilizando cimento resinoso e cimento de
ionômero de vidro modificado por resina, aumenta a resistência à fratura das
restaurações cerâmicas, quando comparadas com a cimentação convencional
utilizando cimento de fosfato de zinco. O cimento de fosfato de zinco apresenta
propriedades mecânicas inferiores e natureza friável, quando comparado com
agentes de cimentação adesiva. Assim, como resultado, ocorre um aumento na
concentração de estresse na interface do cimento, com conseqüente redução da
resistência à fratura das restaurações.
De Jager et al. (2006) avaliaram, pelo método dos elementos finitos, a
influência de diferentes materiais utilizados na confecção de casquetes, na
distribuição de tensões nas restaurações totais. Os autores relatam que,
restaurações totalmente cerâmicas apresentam vantagens como estética superior e
biocompatibilidade, mas devido à sua natureza friável, estão mais propensas à
fratura. Para superar esta desvantagem, materiais mais resistentes para a
confecção do casquete têm sido desenvolvidos para suportar a cerâmica de
cobertura que é mais fraca. O método dos elementos finitos parece ser uma
ferramenta apropriada para a avaliação da distribuição de tensões nas
46
restaurações e tem sido utilizado por muitos autores. Neste estudo, as coroas
foram confeccionadas com uma liga áurea, zircônia e alumina, com a cerâmica de
cobertura correspondente, pelo sistema CAD/CAM e, posteriormente, traduzidas
para o programa tridimensional dos elementos finitos. O modelo final consistiu de
duas camadas cerâmicas (casquete e cobertura), uma camada de cimento (0,025 a
0,14 mm) e o dente preparado. Os materiais utilizados no estudo foram
considerados homogêneos, linearmente elásticos e isotrópicos. Três tipos de
cargas foram produzidas e combinadas: cargas resultantes da mastigação, cargas
residuais devido à diferença do coeficiente de expansão das duas camadas de
cerâmica e cargas produzidas pela contração do cimento. Os resultados mostraram
que as tensões na superfície oclusal da porcelana de cobertura diminuíram com o
aumento do módulo de elasticidade do material do casquete, com exceção da
coroa confeccionada de alumina. Na interface casquete-cobertura, as tensões
aumentam ligeiramente quando o módulo de elasticidade do casquete é maior. Na
interface casquete-cimento, as tensões aumentaram na coroa de alumina. Na
superfície cervical, com o aumento do módulo de elasticidade do casquete, as
tensões elevam-se, sendo que a maior concentração de tensões ocorre na cúspide
disto-lingual. Não ocorreu diferença significativa das tensões, na camada de
cimento, entre os três tipos de materiais. É possível concluir que materiais rígidos
para confecção de casquetes nem sempre resultam em redução das tensões nas
cerâmicas de cobertura.
Rosentritt et al. (2006) compararam a influência de diferentes parâmetros de
simulação na resistência à fratura de restaurações dentárias totalmente cerâmicas.
Os autores afirmam que estudos in vitro auxiliam o desenvolvimento de materiais
odontológicos, mas é necessário avaliar os resultados e estimar a aplicabilidade
dos materiais em condições clínicas. Assim, estudos in vitro que simulam as
condições clínicas permitem uma boa estimativa do material na forma de
restauração dentária. Neste estudo, próteses parciais fixas de três elementos foram
confeccionadas com a cerâmica Empress 2® e investigadas quanto à
susceptibilidade a fratura, torque e flexão. As próteses parciais fixas foram expostas
à ciclagem térmica e carregamento mecânico (TCML), com parâmetros variados de
47
carregamento como: força de mastigação (quantidade e frequência), carregamento
térmico, movimentação lateral da mandíbula, material de suporte (dentes humanos,
núcleo de polímero e liga de cobalto-cromo), periodonto artificial e dentição
antagonista. Dois diferentes mecanismos de TCML foram utilizados (carregamento
pneumático e peso) e a força variou entre 12 e 70 N. O carregamento térmico foi
feito com água destilada a 37oC. Próteses parciais fixas sem qualquer tipo de
tratamento foram utilizadas como grupo controle. Catorze grupos de próteses fixas
de três elementos, cada um consistindo de oito pontes, foram fabricadas de acordo
com as recomendações dos fabricantes. Para simular a função do periodonto, as
raízes dos dentes foram cobertas com uma camada de 1 mm de material de
impressão à base de poliéter (Impregum, 3M Espe, Seefeld, Alemanha). Para os
dentes antagonistas foram utilizados dentes humanos e a relação de contato entre
eles foi ajustada para cúspide-cúspide. A aplicação da força vertical estimulou um
deslize lateral e a relação final passou a ser de cúspide-fossa. Após o mecanismo
de TCML ,a resistência à fratura dos espécimes foi testada em máquina de ensaio
universal (Zwick 1446, Zwick, Alemanha) a uma velocidade de carregamento
constante de 1 mm/min. Os dados foram submetidos à análise de variância
(ANOVA) e teste de Tukey para avaliar as diferenças entre os grupos. Os
resultados mostraram que os valores mais elevados da resistência à fratura (1832 ±
342 N) ocorreram no grupo controle, que não recebeu qualquer tipo de tratamento.
O carregamento térmico e mecânico simultâneo reduziu a resistência à fratura de
1832 N para 410 N. A duplicação da freqüência de mastigação, o aumento da fase
de carregamento ou a movimentação lateral adicional não afetaram os resultados.
O aumento da força de mastigação, o periodonto artificial, o antagonista e o
material de suporte reduziram a resistência à fratura do material testado.
Mecanismos diferentes com peso ou carregamento pneumático não tiveram
influência significativa na capacidade de carregamento das próteses parciais fixas.
Em relação ao material de suporte a maior redução da carga (70%) ocorreu quando
foi utilizado dente humano ou polímero, o que significa que a utilização da liga de
cobalto-cromo superestimou o comportamento da cerâmica.
Rekow et al. (2006) avaliaram, pelo método dos elementos finitos, a
influência de variáveis do conjunto coroa-cimento-dente na magnitude das
principais tensões máximas, em coroas cerâmicas totais posteriores cimentadas em
48
estrutura dental de molares. Segundo os autores, o desempenho clínico de
restaurações podem ser influenciado pelo profissional (seleção do material da
coroa e do cimento utilizado, desgaste dental que resulta na espessura da
restauração, espessura do cimento, reconstrução da estrutura dental) ou pode
depender também das características dos pacientes (posição dental, estrutura
dentária remanescente, geometria oclusal, magnitude e direção das cargas
oclusais). Enquanto todos esses fatores podem contribuir para o desempenho das
restaurações, o maior desafio é compreender a influência de cada um deles na
longevidade dos trabalhos protéticos. O método dos elementos finitos é uma boa
alternativa de pesquisa, uma vez que procedimentos laboratoriais consomem mais
tempo, são mais dispendiosos e há grande dificuldade em se avaliar múltiplas
variáveis. O modelo dos elementos finitos foi idealizado para avaliar o efeito das
tensões máximas principais, através da aplicação de variáveis associadas às
restaurações, como o material cerâmico, o cimento, a estrutura de suporte e a
posição da força aplicada. Os dois materiais cerâmicos avaliados foram uma
cerâmica vítrea e zircônia, com uma espessura de 0.5 a 1.0 mm, representando um
preparo extremamente conservador. Os cimentos utilizados foram o fosfato de
zinco e um cimento resinoso. As estruturas de suporte utilizadas foram dentina com
o espaço pulpar e núcleo metálico preenchendo o espaço pulpar. A força foi
aplicada perpendicularmente à superfície dental no centro da fossa e a uma
angulação de 20º do centro da fossa. Nos dois casos, uma força de 200 N foi
aplicada uniformemente com uma área circular de 1 mm de diâmetro. Os resultados
mostraram que a média da tensão principal máxima na coroa para todas as
variáveis foi de 135.1 MPa. Os valores variaram de 73.7 a 214.0 MPa. O menor
valor de tensão principal máxima foi para cerâmica vítrea com 1 mm de espessura,
camada de cimento fosfato de zinco de 100 µm de espessura, com um suporte
dental metálico e aplicação de carga central. O maior valor de tensão principal
máxima foi para a coroa de zircônia de 0.8 mm de espessura, cimento resinoso
com 80 µm de espessura, com o suporte de dentina e a carga aplicada na cúspide.
É possível concluir que a escolha do material de confecção da coroa e a espessura
da restauração têm uma grande influência na distribuição de tensões das
restaurações. O aumento da rigidez do material de confecção da coroa concentra
as maiores tensões dentro da coroa, enquanto restaurações de materiais menos
49
rígidos transferem as tensões para o cimento e as estruturas de suporte. O módulo
de elasticidade do cimento e das estruturas de suporte e o local de aplicação da
carga também influenciam as distribuições de tensões, embora em menor grau. As
interações entre essas variáveis são de fundamental importância, principalmente
porque as tensões nas restaurações podem não ser necessariamente sensíveis
aos mesmos fatores para todos os sistemas de materiais.
Aboushelib et al. (2007) relataram que vários materiais totalmente cerâmicos
têm sido utilizados na confecção de restaurações, dentre eles: cerâmica reforçada
por leucita, cerâmica infiltrada por vidro, dissilicato de lítio, alumina e zircônia. Os
autores descrevem a importância de compreender o mecanismo de falha das
cerâmicas odontológicas para que materiais mais resistentes possam ser
desenvolvidos. Neste estudo, foi avaliada a resistência à fratura e ao impacto de
dois núcleos revestidos de sistemas totalmente cerâmicos e se a velocidade de
carregamento afeta o mecanismo de fratura. Os princípios de fractografia foram
utilizados para identificar a origem, as dimensões e a força necessária para a
fratura. A análise por elementos finitos racionalizou os resultados. Os materiais
utilizados na pesquisa foram: uma cerâmica prensável IPS Empress 2® e Eris®
para cobertura e um núcleo de zircônia Cercon® com Ceram S® para cobertura.
Trinta coroas foram fabricadas para cada material de acordo com as
recomendações do fabricante. O teste de resistência à fratura foi realizado em
quinze espécimes de cada material, em máquina de ensaio universal a uma
velocidade de carregamento constante de 1 mm/min. Os outros quinze espécimes
foram submetidos ao teste de impacto. Para calcular a força através da análise de
fractografia, a resistência à flexão e a tenacidade à fratura foram determinadas
usando o método de endentação Vickers. Sete discos com 18 mm de diâmetro e 2
mm de altura foram confeccionados para cada material de acordo com as
recomendações do fabricante. As diferenças estatísticas da absorção de energia e
a força de fratura foram avaliadas por ANOVA e teste de Tukey. A diferença
estatística entre os modos de falha foram avaliados por testes independentes. Os
resultados mostraram que a força para os danos iniciais ficaram em torno de 350 N,
enquanto a carga para falha total foi de 719 N para IPS Empress 2® e 1284 N para
Cercon®. Para as coroas confeccionadas com Empress 2 Eris® há uma diferença
significativa na energia absorvida para o teste de fratura e para o teste de impacto,
50
enquanto para as coroas confeccionadas com Cercon-Ceram S® não há diferença
significativa. Apesar da alta resistência da zircônia, não há diferença significativa na
energia absorvida entre os dois sistemas, no teste de resistência ao impacto. O
modo dominante de falha das restaurações cerâmicas estratificadas, quando
submetidas à força oclusal, é a fratura de cone no revestimento cerâmico. A análise
de elementos finitos mostrou tensão máxima de 80 MPa com uma força de 350 N.
Mendes et al. (2007) verificou a resistência à fratura da cerâmica de
cobertura sobre o casquete de quatro sistemas cerâmicos, com ciclagem dinâmica,
utilizando ensaio de carregamento com carga compressiva. Os sistemas cerâmicos
utilizados foram metalocerâmica, porcelana pura, In Ceram e IPS Empress 2. Após
o armazenamento em água destilada a 37°C por 24 hor as, os espécimes foram
submetidos a 60.000 ciclos, com carga de 30N e freqüência de 2Hz, imersos em
água destilada. O ensaio de resistência à fratura foi realizado em máquina de
ensaio universal com velocidade de carregamento constante de 0.5 mm/min. Os
resultados mostraram que os sistemas IPS Empress 2 e metalocerãmica
apresentaram maiores médias de resistência à fratura de coroas submetidas à
fadiga mecânica, com diferença estatisticamente significativa quando comparado
com os sistemas porcelana pura e In Ceram.
Naeselius et al. (2008) realizaram um estudo retrospectivo de quatro anos
para avaliar o desempenho clínico de restaurações onlays confeccionadas com IPS
Empress®. Os autores afirmam que a principal causa de falhas das cerâmicas
ocorre devido à fratura das restaurações, o que acontece principalmente na região
posterior. Cinquenta e nove pacientes (23 homens e 36 mulheres), com uma média
de idade de 50.3 anos, com oitenta e uma onlays cerâmicas (IPS Empress®)
cimentadas em molares ou pré-molares por um tempo mínimo de quatro anos,
foram selecionados para participar da pesquisa. O tratamento foi realizado por dois
cirurgiões-dentistas particulares, entre os anos de 1997 e 2000, que ignoravam o
fato de que esses pacientes participariam de uma pesquisa futuramente.. Dois
diferentes materiais foram utilizados na cimentação: 62 onlays foram cimentadas
com um cimento resinoso químico (C&B®, Bisco) e 19 foram cimentadas com um
cimento resinoso dual (Choice®, Bisco). 74 restaurações foram cimentadas nos
molares e 7 nos pré-molares. O preparo realizado incluiu todas as cúspides,
arredondamento dos ângulos internos e, na medida do possível, as margens foram
51
mantidas em esmalte. A espessura mínima das restaurações foi de 1 mm e a
maioria delas foi confeccionada por um único laboratório. Dois investigadores
devidamente calibrados examinaram, independentemente, todas as restaurações
usando os critérios da California Dental Associations (CDA), em um período de 43 a
62 meses após a sua inserção. O acúmulo de placa e o sangramento foram
analisados nos dentes restaurados e nos dentes contralaterais. Os resultados
mostraram que seis restaurações falharam: uma perdeu a retenção devido à
presença de cárie e cinco fraturaram, sendo que todas as falhas ocorreram na
região de molares. Uma taxa de sucesso de 92.7% das restaurações examinadas
foi considerada. A superfície da restauração foi considerada rugosa em 7% dos
casos, ocorreram fraturas em forma de lascas em 1% e alterações marginais em
40%. Descoloração das margens foi observada em 13% das restaurações. 24%
apresentaram alteração de cor. A forma anatômica das restaurações foi
considerada excelente em 93% dos casos. Os resultados clínicos, em geral, foram
considerados aceitáveis. A presença de placa foi observada em quase 90%, tanto
nos dentes que apresentavam restaurações quanto nos dentes contralaterais, e o
sangramento à sondagem em 50% dos dentes analisados. No entanto, não ocorreu
diferença no sangramento à sondagem, considerando a localização da margem
gengival (subgebgival ou supragengival). Dentro das limitações desse estudo, é
possível concluir que onlays confeccionadas com a cerâmica IPS Empress® são
uma alternativa aceitável de tratamento na prática odontológica. No entanto, como
a degradação do material cerâmico e a possível propagação de fratura são tempo-
dependentes, é importante a realização de estudos adicionais no meio bucal para
avaliação a longo prazo do prognóstico dessas restaurações.
Heintze et al. (2008), compararam, por meio de um estudo laboratorial, a
freqüência de falhas (fratura completa ou fragmentos parciais) em restaurações
totalmente cerâmicas confeccionadas com dois tipos de materiais: IPS Empress® e
um material experimental com alta translucidez (e.max Press Exp). Os espécimes
foram submetidos a uma carga dinâmica em um simulador de mastigação, sujeitos
à carga estática, em relação a diferentes ciclos dinâmicos e protocolos de
cimentação. A metodologia do experimento definiu as seguintes variáveis: dois
materiais cerâmicos, dois tipos de cargas (ondas sinusoidal e retangular), dois
agentes de cimentação (Variolink® e cimento de ionômero de vidro), três protocolos
52
de carga (100 N; 40-60-80-100 N; 40-100-40 N) e um grupo controle sem carga
dinâmica. Após o teste dinâmico, as coroas que não sofreram danos foram
submetidas à carga compressiva em uma máquina de ensaio universal (Zwick
1455, Zwick, Alemanha), tanto para o grupo teste quanto para o grupo controle. Os
resultados foram submetidos à análise estatística e mostraram que para o IPS
Empress® ocorreu fratura completa em 6,25% e a ocorrência de trincas em 2,1%
das amostras. Por outro lado, nenhum evento semelhante ocorreu com a amostra
de e.max Press Exp. Um aumento significativo na fratura pôde ser observado
quando ondas sinusoidais foram aplicadas comparando-as com ondas
retangulares. A análise estatística mostrou que o tipo de protocolo de cimentação
usado teve um efeito significativo na força de fratura em ambos os materiais. No
entanto, para as coroas de Empress®, o material de cimentação influenciou duas
vezes mais que nas coroas de e.max Press Exp. O perfil de carga teve um efeito
significativo na força de fratura somente para as coroas de Empress® e não para as
coroas de e.max Press Exp. Se considerarmos somente a força de fratura, não há
diferença significativa entre as coroas de Empress® cimentadas com cimento
adesivo e as coroas de e.max Press Exp cimentadas com cimento de ionômero de
vidro. No entanto, durante a carga dinâmica, fratura ou fragmentos ocorreram
somente nas coroas de Empress®, independentemente do protocolo de carga. É
possível concluir que, para testar materiais totalmente cerâmicos, a carga dinâmica
é indispensável para validar conclusões no desempenho clínico das restaurações
totalmente cerâmicas.
Lohbauer et al. (2008) compararam um estudo clínico prospectivo de 12
anos com os resultados de dados laboratoriais e diagramas de SPT (Strength-
fracture probability-life time), utlilizando uma cerâmica vítrea reforçada por leucita
como material de confecção das restaurações (IPS Empress®, Ivoclar). Para o
estudo clínico, as restaurações foram confeccionadas por um ceramista de acordo
com as especificações dos fabricantes. Para os testes laboratoriais, os espécimes
foram prensados com uma geometria final de 25 mm x 2.5 mm x 2 mm de acordo
com os procedimentos recomendados pelos fabricantes. A mensuração da fadiga
dinâmica foi realizada pela técnica dos quatro pontos em uma máquina de ensaio
universal. Os valores de resistência à fratura foram testados em trinta espécimes
em meio seco. A seleção dos pacientes para o estudo clínico prospectivo foi
53
baseada em critérios como alto nível de higiene oral e ausência de dor nos dentes
restaurados. Noventa e seis inlays (77%) e onlays (23%) foram cimentadas em 34
pacientes por seis dentistas. As restaurações foram avaliadas por dois
examinadores devidamente calibrados de acordo com o critério modificado de
USPHS, levando em conta a rugosidade de superfície, a integridade marginal, a
integridade do dente e a integridade da restauração, pelo período de 1, 2, 4, 6, 8,
10 e 12 anos. A resistência à fratura inicial de 134.2 MPa e o módulo de Weibull de
8.1 foram calculados para o IPS Empress® em meio seco, sob influência do
crescimento lento de fratura. A propagação de trincas subcríticas foi avaliada sob
condições de umidade. Os resultados do diagrama SPT para probabilidades de
falha foi de 63.2%, o que significa que a influência da degradação mecânica e
química através da carga dinâmica e da umidade reduz a resistência das cerâmicas
vítreas em 64% após 12 anos. O estudo clínico prospectivo mostrou que todos os
pacientes estavam satisfeitos com as restaurações. As fraturas coesivas dos
materiais cerâmicos levou à recolocação de 11 inlays durante os doze anos.
Fraturas catastróficas foram observadas entre 3 a 4.5 anos (uma no segundo ano,
três no terceiro ano e duas no quarto ano). Também foram observadas três falhas
no décimo primeiro ano e duas no décimo segundo ano. A incidência de defeitos
nas restaurações aumentou com o passar do tempo de 1% para 2% depois de um
ano, 7% depois de quatro anos, 26% depois de oito anos e 57% depois de doze
anos. As taxas médias de longevidade foram calculadas de acordo com a análise
de Kaplan-Meier e os resultados foram de 100% (1 ano), 93% (4 anos), 92% (8
anos) e 86% (12 anos). O conjunto de incidência de falhas depois de 12 anos pode
ser explicado pelo mecanismo de crescimento lento da fratura dentro da
restauração cerâmica.
Mitov et al. (2008) afirmam que a demanda por restaurações que
apresentem biocompatibilidade e excelente estética estabeleceu as cerâmicas
odontológicas como material de escolha para a confecção de inlays, coroas e
pontes fixas. Hoje, existe uma grande variedade de sistemas totalmente cerâmicos
e os sistemas mais modernos combinam as propriedades mecânicas da cerâmica
de estrutura com a estética semelhante aos dentes naturais das cerâmicas de
cobertura. O objetivo deste trabalho foi determinar os parâmetros de propagação
lenta de trincas n e A de uma cerâmica de estrutura (IPS Empress® 2) e duas
54
cerâmicas de cobertura (IPS Empress® 2 e IPS Eris®), e comparar o seu
comportamento a longo prazo usando diagramas de SPT (Strength-fracture
probability-life time). Os autores alegam que as diferenças de valores encontradas
em amostras com a mesma geometria e testes equivalentes podem ser explicadas
pela distribuição desigual de falhas nos componentes da cerâmica. Todos os
materiais utilizados nesse trabalho foram fornecidos pelos fabricantes e o
acabamento realizado de acordo com o padrão europeu EN 843-1. As dimensões
finais dos espécimes foi de 25 x 2 ± 0.2 x 2.5 ± 0.2 mm. A resistência à flexão foi
medida pela técnica dos quatro pontos de acordo com EN 843-1 em uma máquina
de ensaio universal (Zwick Z 2.5, Zwick, Ulm, Alemanha). Para calcular os
parâmetros de propagação das trincas, a tenacidade à fratura dos materiais foi
medida pela técnica da endentação Vickers (Zwick 3212B, Zwick, Ulm, Alemanha)
encontrando como resultados para o Empress 2® de estrutura: 2.37; Empress 2®
de cobertura: 1.15 ± 0.01 e Eris® 1.19 ± 0.01. Os parâmetros n e A de crescimento
da trinca foram determinados por um teste de flexão dinâmico, que emprega
proporções constantes de tensões para determinar a resistência à flexão em função
da tensão aplicada, em um ambiente que simula o ambiente bucal com água
isotérmica a 38oC. Para todos os materiais, a resistência à fratura, o parâmetro
Weibull e o módulo de elasticidade foram determinados experimentalmente pelo
teste de flexão de quatro pontos. A cerâmica Eris® de cobertura apresentou a maior
resistência à fratura (66.1 MPa) com uma probabilidade de falha de 63.2% e
parâmetros de crescimento de trincas (n = 12.9). Para o Empress 2® de cobertura,
a resistência à fratura foi de 60.3 MPa e o valor de n = 9.5. Os parâmetros de
Weibull encontrados (m) foram de Empress 2® de estrutura m = 4.6, Empress 2® de
cobertura m = 7.9 e Eris® m = 6.9. O valor de resistência à fratura inicial sozinho
não é suficiente para caracterizar a resistência mecânica das cerâmicas, pois essas
características são dependentes do fator tempo.
Dejak e Mlotkowski (2008) compararam, pelo método dos elementos finitos,
a resistência de restaurações do tipo inlay de resinas compostas com cerâmicas,
de acordo com os critérios de falhas de Mohr-Coulomb, e analisaram as tensões de
contato na interface cimento-dente dessas restaurações. O valor mais baixo, no
critério de Mohr-Coulomb no dente, significa maior resistência da estrutura à
fratura. As cerâmicas odontológicas e as resinas compostas são utilizadas nas
55
restaurações MOD extensas em dentes posteriores. Os sistemas cerâmicos
utilizados são cerâmicas reforçadas por leucita (IPS Empress®) cujo módulo de
elasticidade é 65 GPa. Para o modelo de elementos finitos, um primeiro molar
inferior direito foi escaneado e processado por um programa de computador. O
periodonto com uma espessura de 0.2 mm foi modelado ao redor das raizes. Um
preparo para inlay foi sobreposto à imagem do dente. A espessura da camada de
cimento foi de 0.1 mm e o cimento resinoso utilizado foi o Variolink II®. Os materiais
utilizados foram considerados elásticos, homogêneos, com propriedades
isotrópicas, mas diferentes em relação às propriedades de resistência máxima à
tensão e compressão. Cada modelo foi submetido a uma força de 200 N na
superfície oclusal. O menor valor, para o critério de Mohr-Coulomb, foi encontrado
no dente sem nenhum tipo de preparo. Dentro das limitações desse estudo, as
seguintes conclusões foram esboçadas: restaurações do tipo inlay cimentadas
adesivamente reforçam a estrutura do dente preparado mas não restauram sua
resistência original. De acordo com o critério de falhas de Mohr-Coulomb, o esmalte
cervical na superfície proximal de inlays é propenso à fratura. Para o agente de
cimentação, os valores do critério de falhas de Mohr-Coulomb para inlays
cerâmicas é de duas a quatro vezes menor ao redor das cerâmicas do que nas
resinas compostas. Com o aumento do módulo de elasticidade do material
restaurador, os valores dos critérios de falhas de Mohr-Coulomb se reduzem no
cimento resinoso. Os valores de tensões e cisalhamento na interface do cimento
também se reduzem. As restaurações cerâmicas proporcionam uma melhor
integridade marginal que as resinas compostas.
Van Der Bilt et al. (2008) avaliaram, em oitenta e um pacientes saudáveis e
com dentição natural, a força máxima de mordida voluntária e as atividades
musculares correspondentes durante o apertamento unilateral direito e esquerdo e
bilateral, usando o mesmo transdutor de força de mordida em ambos os
experimentos. Os pacientes foram orientados a morder com a maior força possível
durante alguns segundos. Os autores afirmam que a força máxima de mordida
voluntária é uma variável importante para determinar o estado funcional do sistema
mastigatório. A atividade elétrica dos músculos masséteres e temporais anteriores
foi registrada usando eletrodos bipolares. Os resultados demonstraram que a força
máxima de mordida voluntária bilateral foi de 569 N, isto é, 30% maior que a
56
medida unilateral, que foi de 430 N para o lado direito e 429 N para o lado
esquerdo. A atividade muscular correspondente também foi 30% maior para a
medida bilateral do que para a medida unilateral. Assim, foi possível observar uma
correlação positiva entre a força máxima de mordida e a atividade muscular.
57
3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo Geral:
Analisar, in vitro, a resistência à fratura por compressão da cerâmica
odontológica IPS Empress suportada por bases com diferentes módulos de
elasticidade.
3.2 Objetivos Específicos:
Comparar a influência de dois substratos na resistência à fratura das
restaurações cerâmicas.
Avaliar a influência do cimento resinoso na resistência à fratura das
restaurações cerâmicas.
Avaliar a interação entre os fatores supracitados na resistência à fratura das
restaurações cerâmicas.
58
4 MATERIAL E MÉTODOS
4.1 Confecção dos espécimes
Confeccionou-se um cilindro de resina acrílica na cor vermelha (Duralay,
Reliance, Worth, EUA) com as seguintes dimensões: 10.0 mm de diâmetro por 2.0
mm de espessura. Após uma semana, esse cilindro foi moldado com um silicone de
reação por adição (Adsil, Vigodent, Rio de Janeiro, Brasil) proporcionado e
manipulado de acordo com as recomendações do fabricante e, assim, obteve-se
uma matriz para confecção de cilindros padronizados em resina composta e na liga
metálica.
Confeccionou-se sobre a matriz 20 corpos-de-prova em resina composta de
polimerização por luz (Filtek Z250, 3M Espe, St. Paul, EUA), através da aplicação
de uma primeira camada de ± 1.0 mm e polimerizada por 40s com um aparelho
fotopolimerizador (Optilux, Demetron, Danbury, EUA), que apresentou, em média,
600 mW/cm2 de intensidade luminosa. Em seguida foi aplicada uma segunda
camada preenchendo totalmente a matriz e colocou-se sobre a superfície externa
da resina uma lamínula de vidro sobre a qual se fez a segunda polimerização nas
mesmas condições de tempo e intensidade da primeira. Os corpos-de-prova foram
removidos da matriz e armazenados em temperatura ambiente, num recipiente de
cor escura (Figuras 1 e 2). Após 24 horas, os corpos-de-prova foram submetidos a
um acabamento com lixas d’água de granulação 240, 500, 600 para promover
uniformidade e padronização da superfície para os ensaios (Figura 3). Os corpos-
de-prova voltaram ao recipiente de armazenamento e permaneceram assim até o
momento do teste na máquina de ensaios.
Para confeccionar os cilindros metálicos utilizou-se a mesma matriz, agora,
preenchendo-a com cera para fundição (Cera GEO, Renfert, Hilzinger, Alemanha).
Obtiveram-se assim 20 padrões de cera cilíndricos (10.0 mm de diâmetro por 2.0
59
mm de espessura) que foram incluídos em revestimento aglutinado por fosfato
(Heat Shock, Polidental, Cotia-SP, Brasil) para a técnica de expansão térmica em
forno de anel (Vulcan, Dentisply/Degudent, Hanau, Alemanha). Utilizou-se para a
fundição a liga de Cobalto-Cromo (StarloyC, Dentsply/Degudent, Hanau, Alemanha)
que foi fundida através de um maçarico de alta fusão mono-orifício (Magic Wand,
Willians, EUA) e injetada no anel de revestimento através de uma centrífuga
convencional (Centrífuga Elétrica, EDG, São Carlos-SP, Brasil).
Após o resfriamento lento do anel, procedeu-se à desinclusão e as fundições
foram submetidas ao jateamento (Óxido 125 microns, M.Martins, Brasil) com
abrasivos à base de óxido de Alumínio e esferas de vidro para limpeza dos restos
de revestimento. Separaram-se os discos das respectivas canalizações com disco
de carborundum (Dentorium, Nova York, EUA). Conferiu-se visualmente a
qualidade das fundições e os discos metálicos foram armazenados em temperatura
ambiente (Figura 4). Após 24 horas, os corpos-de-prova foram submetidos a um
acabamento com lixas d’água de granulação 240, 500, 600 para promover
uniformidade e padronização da superfície para os ensaios (Figura 5). Os corpos-
de-prova voltaram ao recipiente de armazenamento e permaneceram assim até o
momento do teste na máquina de ensaios.
Para confecção dos corpos-de-prova cerâmicos utilizou-se de 14 cilindros de
cerâmica (IPS Empress, Ivoclar-Vivadent, Schaan, Liechtenstein) com as seguintes
dimensões: 12 mm de diâmetro por 8.3 mm de altura. Cada cilindro foi cortado em
três discos (10.0 mm de diâmetro por 2.0 mm de espessura), através de uma
máquina de corte (Micromotor K4, Kavo do Brasil, Joinville-SC, Brasil) sob
abundante refrigeração. Conferiu-se a qualidade dos cortes, selecionaram-se 40
discos que foram armazenados em temperatura ambiente (Figura 6). Após 24
horas, os corpos-de-prova foram submetidos a um acabamento com lixas d’água de
granulação 240, 500, 600 para promover uniformidade e padronização da superfície
para os ensaios (Figura 7). Os corpos-de-prova voltaram ao recipiente de
armazenamento a seco e permaneceram assim até o momento do teste na
máquina de ensaios.
As dimensões dos corpos-prova foram controladas com um paquímetro
digital (Mitutoyo Sul Americana Ltda, Suzano-SP, Brasil) (Figuras 8 e 9). .
60
4.2 - Cimentação dos espécimes
Metade dos corpos-de-prova cerâmicos (n = 20) foram fixados a discos de
resina composta (n=10) e discos metálicos (n=10) com a utilização de um agente de
cimentação resinoso de polimerização química (C & B, Bisco, Illinois, EUA) (Figura
10). As superfícies aderentes receberam os tratamentos de superfície em
conformidade com as instruções do fabricante. Esse tratamento consistiu de
promoção de jateamento com um aparelho microjateador (Microjato, Bioart, São
Carlos-SP, Brasil) carregado com partículas de óxido de Alumínio com uma
granulação média de 50 a 100 µm. O tempo de jateamento foi padronizado em 10
segundos a uma distância de 1.0 cm (Figura 11). Após o jateamento, as superfícies
aderentes foram lavadas em água corrente, secadas com jatos de ar e, em seguida,
imersas em uma cubeta plástica com álcool isopropílico por 1 min. Os discos foram
removidos do álcool e aguardou-se a sua evaporação da superfície. Promoveu-se,
então, a silanização da superfície por um agente anfótero (Silano, Angelus,
Londrina-PR, Brasil) com a utilização de uma micro-escova (KG Brush, KG
Sorensen, São Paulo, Brasil) em duas camadas (Figura 12). Aplicou-se a primeira
camada, aguardou-se a secagem e em seguida aplicou-se a segunda camada
aguardando-se também a secagem. Observou-se a presença do aspecto brilhante
na superfície aderente. Aplicou-se o adesivo (Adper Scothbond Multipurpose, 3M
Espe, St. Paul, EUA) com a utilização de uma micro-escova de acordo com
instruções do fabricante (Figura 13).
Para padronizar a espessura da linha de cimento foi utilizado o seguinte
artifício: em duas placas de vidro, oito discos com a espessura padronizada de 2.0
mm foram colados com cola branca (Tenaz, Henkel, São Paulo, Brasil) nas
extremidades de cada placa de vidro (quatro em cada placa de vidro). No centro de
cada placa, os discos a serem cimentados foram colados também com cola branca
pela superfície não aderente. Entre as duas placas de vidro com os discos colados
foram interpostas duas lâminas de 0.05 mm (Calibrador de folga, Vonder, Curitiba-
PR, Brasil), uma em cada extremidade. Desta forma manteve-se padronizada a
espessura para o cimento em todos os corpos-de-prova (Figuras 14 e 15). O
cimento resinoso foi, então, proporcionado em um bloco de manipulação e aplicado
61
sobre a superfície dos discos de acordo com as instruções do fabricante. O artifício
foi então superposto com as lâminas espaçadoras posicionadas (Figura 16).
Aguardou-se o tempo de polimerização (8 min) e os corpos-de-prova cimentados
voltaram para os seus recipientes de armazenamento a seco até o momento do
ensaio.
4.3 Formação dos grupos experimentais
Foram obtidos 80 discos com as dimensões de 10.0 mm de diâmetro por 2.0
mm de espessura divididos nas seguintes classes de materiais: 20 em resina
composta, 20 em liga metálica e 40 em cerâmica. Esses corpos-de-prova foram, de
forma aleatória, divididos em 4 grupos distintos.
GRUPO 1 - Substrato resinoso apoiando a cerâmica sem cimentação ( n = 10)
GRUPO 2 - Substrato metálico apoiando a cerâmica sem cimentação (n = 10)
GRUPO 3 - Substrato resinoso apoiando a cerâmica com cimentação (n = 10)
GRUPO 4 - Substrato metálico apoiando a cerâmica com cimentação (n = 10)
4.4 Teste de resistência à compressão
Os espécimes, de acordo com o seu grupo experimental, foram
aleatoriamente submetidos ao ensaio de compressão, em máquina de ensaio
universal (EMIC DL2000, EMIC, São José dos Pinhais-PR, Brasil), com uma célula
de carga de 5 KN, pertencente ao Instituto Politécnico da PUC Minas, Curso de
Engenharia Mecânica (Figura 17). Uma carga de compressão no sentido vertical foi
aplicada sobre os espécimes através de um cone de aço cuja ponta possui 1.0 mm
de diâmetro (Figuras 18 e 19). A velocidade de carregamento da máquina foi
constante e de 0.5 mm/min até a ocorrência da fratura do corpo-de-prova (Figuras
20, 21 e 22). Os dados foram devidamente registrados e submetidos à análise de
variância (ANOVA) e ao Teste de Tukey para comparação das médias obtidas com
um nível de significância de 95%.
62
Figura 1: Corpos-de-prova de resina
Figura 2: Resina Z250 para confecção dos corpos-de-prova de resina
Figura 3: Acabamento dos corpos-de-prova de resina
63
Figura 4: Corpos-de- prova metálicos
Figura 6: Corpos-de-prova cerâmicos
Figura 5: Acabamento dos corpos-de- prova metálicos
64
Figuras 8 e 9: Medição dos corpos-de-prova com especímetro
Figura 7: Acabamento dos corpos-de-prova cerâmicos
65
Figura 11: Microjateador
Figura 12: Agente anfótero
Figura 10: Cimento resinoso de polimerização química
66
Figura 14: Artifício para a cimentação dos corpos-de-prova
Figura 15: Lâmina de 0.05 mm de espessura
Figura 13: Adesivo
68
Figuras 18 e 19: Corpos–de-prova posicionados para o ensaio de compressão
Figura 20: Corpos-de-prova cerâmicos fraturados
69
Figura 21: Cerâmica e resina fraturadas
Figura 22: Cerâmica cimentada aos corpos-de- prova metálicos fraturada
70
5 RESULTADOS
O presente estudo avaliou, pelo ensaio de resistência à compressão, a tensão
necessária para a fratura da cerâmica IPS Empress suportada por dois tipos de
substratos: resina composta e liga de Cobalto-Cromo. Os dados obtidos estão
apresentados na Tabela 1.
Tabela 1: Valores de tensão máxima das amostras antes da ocorrência da fratura e
média de cada grupo
GRUPO 1
GRUPO 2
GRUPO 3
GRUPO 4
139.82 MPa
1003.46 MPa
1781.59 MPa
2982.90 MPa
1634.81 MPa
1398.92 MPa
1909.23 MPa
2601.01 MPa
362.41 MPa
1527.93 MPa
1494.00 MPa
3010.84 Mpa
1229.15 Mpa
1652.46 MPa
1704.29 Mpa
2628.20 Mpa
438.84 Mpa
1484.18 MPa
1774.51 Mpa
2555.51 Mpa
913.97 Mpa
1145.01 MPa
1682.41 Mpa
2609.16 Mpa
847.48 Mpa
1654.20 MPa
1638.04 Mpa
2286.89 Mpa
729.41 Mpa
738.74 MPa
1569.19 Mpa
2518.92 Mpa
890. 36 Mpa
754.27 MPa
1501.83 Mpa
2764.01 Mpa
762. 47 Mpa
341.90 MPa
1843.23 MPa
2783.46 MPa
MÉDIA: 772 MPa
MÉDIA: 1262 MPa
MÉDIA: 1690 MPa
MÉDIA: 2674 MPa
Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey. A
análise estatística mostrou diferenças significativas na resistência à fratura entre os
71
grupos, sendo que a média de tensão necessária para fratura no substrato metálico
é superior à média de tensão necessária para fratura no substrato de resina.
Quando os espécimes foram cimentados, a média de tensão de fratura foi superior,
em ambos os grupos, comparativamente aos espécimes que estavam somente
apoiados.
Tabela 2 : Valores da média, desvio padrão, mediana, mínimo e
máximo de cada grupo (MPa)
Substrato
Situação
Média
Desvio Padrão
Mediana
Mínimo
Máximo
Apoiados
1262
a
363
1399
739
1654
Metal
Cimentados
2674
b
218
2619
2287
3011
Apoiados
772
c
275
805
362
1229
Resina
Cimentados
1690
d
141
1693
1494
1909
Médias seguidas por letras minúsculas diferentes possuem diferenças estatísticas significativas pelo teste de Tukey com um nível de significância de 95%.
General Linear Model: Tensão de Ruptura versus Mate rial; Situação Factor Type Levels Values
72
Material
Situação
ResinaMetal
ColadosApoiadosColadosApoiados
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Tensão de Ruptura
Boxplot of Tensão de Ruptura
Material fixed 2 Metal; Resina Situação fixed 2 Apoiados; Colados Analysis of Variance for Tensão de Ruptura, using Adjusted SS for Tests Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Material 1 4838136 4986388 4986388 75,02 0,000 Situação 1 12629408 12447990 12447990 187,28 0,000 Material*Situação 1 559159 559159 559159 8,41 0,007 Error 33 2193408 2193408 66467 Total 36 20220111 S = 257,812 R-Sq = 89,15% R-Sq(adj) = 88,17% Unusual Observations for Tensão de Ruptura Tensão de Obs Ruptura Fit SE Fit Residual St Resid 16 738,74 1262,18 85,94 -523,44 -2,15 R 17 754,74 1262,18 85,94 -507,44 -2,09 R R denotes an observation with a large standardized residual. Fonte: Minitab 14
6 REFERÊNCIAS
73
ABOUSHELIB, M. N.; JAGER, N.; KLEVERLAAN, C. J. FEILZER, A. J. Effect of
loading method on the fracture mechanics of two layered all-ceramic restorative
systems. Dental Materials , v.23, p.952-959, 2007.
ALBAKRY, M.; GUAZZATO M.; SWAIN, M. V. Biaxial flexural strength, elastic
moduli, and x-ray diffraction characterization of three pressable all-ceramic
materials. The Journal of Prosthetic Dentistry, v.89, n.4, p.374-380, 2003a.
ALBAKRY, M.; GUAZZATO M.; SWAIN, M. V. Fracture toughness and hardness
evaluation of three pressable all-ceramic dental materials. Journal of Dentistry,
v.31, p.181-188, 2003b.
ANUSAVICE, K. J. Phillips Materiais Dentários . Tradução da 11ª edição, Rio de
Janeiro, Elsevier, 764 p., 2005.
ATTIA, A.; KERN, M. Fracture strength of all-ceramic crowns luted using two
bonding methods. The Journal of Prosthetic Dentistry, v.91, n.3, p.247-252,
2004a.
ATTIA, A.; KERN, M. Influence of cyclic loading and luting agents on the fracture
load of two all-ceramic crown systems. The Journal of Prosthetic Dentistry, v.92,
n.6, p.551-556, 2004b.
ATTIA, A.; ABDELAZIZ, M. K.; FREITAG, S.; KERN, M. Fracture load of composite
resin and feldspathic all-ceramic CAD/CAM crows. The Journal of Prosthetic
Dentistry , v.95, n.2, p.117-123, 2006.
AZER, S. S.; DRUMMOND, J. L.; CAMPBELL, S. D.; ZAKI, A. E. M. Influence of
core buildup material on the fatigue strength of an all-ceramic crown. The Journal
of Prosthetic Dentistry, v.86, n.6, p.624-631, 2001.
BARROS, B. A. C.; BARATIERI, L. N.; ARAÚJO, E.; LINS, J. R. S. Influência do tipo
de substrato dental e da espessura oclusal de coroas totais de cerâmica na sua
resistência a compressão: Um estudo in vitro. Clínica- International Journal of
Brazilian Dentistry , São José, v.1, n.1, p.58-65, jan/mar 2005.
74
BURKE, F. J. T. Fracture resistence of teeth restored with dentin-bonded crowns
constructed in a leucite-reinforced ceramic. Dental Materials , v.15, p.359-362,
1999.
CASSON, A. M.; GLYN JONES, J. C.; YOUNGSON, C. C.; WOOD, D. J. The effect
of luting media on the fracture resistance of a flame sprayed all-ceramic crown.
Journal of Dentistry , v.29, p.539-544, 2001.
CORRER SOBRINHO, L.; CATELL, M. J.; KNOWLES, J. C. Fracture strength of all-
ceramic crows. Journal of Material Science. Materials in Medicine , v.9, n.10,
p.555-559, 1998
DE JAGER, N.; KLER, M.; VAN DER ZEL, J. M. The influence of different core
material on the FEA-determined stress distribution in dental crowns. Dental
Materials , v.22, p.234-242, 2006.
DEJAK, B. e MLOTKOWSKI, A. Three-dimensional finite element analysis of
strength and adhesion of composite resin versus ceramic inlays in molars. The
Journal of Prosthetic Dentistry, v.99, n. 2, p. 131-140, 2008.
DRUMMOND, J. L.; KING, T. J.; BAPNA, M. S.; KOPERSKI, R. D. Mechanical
property evaluation of pressable restorative ceramics. Dental Materials , v.16, p.226-
233, 2000.
GEMALMAZ, D.; ERGIN, S. Clinical evaluation of all-ceramic crowns. The Journal
of Prosthetic Dentistry, v.87, p.189-196, 2002.
GORMAN, C. M.; McDEVITT, W. E.; HILL, R. G. Comparison of two heat-pressed
all-ceramic dental materials. Dental Materials , v.16, p.389-395, 2000.
GUAZZATO, M.; ALBAKRY, M.; RINGER, S. P.; SWAIN, M. V. Strength, fracture
toughness and microstructure of a selection of all-ceramic materials. Part I.
Pressable and alumina glass-infiltrated ceramics. Dental Materials , v.20, p.441-448,
2003.
75
HASELTON, D. R.; DIAZ-ARNOLD, A. M.; HILLIS, S. L. Clinical assessment of high-
strength all-ceramic crowns. The Journal of Prosthetic Dentistry, v.83, n.4, p.396-
401, 2000.
HEINTZE, S.D.; CAVALLERI, A.; ZELLWEGER, G.; BUCHLER, A.; ZAPPINI, G.
Fracture frequency of all-ceramic crowns during dynamic loading in a chewing
simulator using different loading and luting protocols. Dental Materials , v.24, n.10,
p.1352-1361, 2008.
KELLY, J. R.; NISHIMURA, I.; CAMPBELL, S. D. Ceramics in dentistry: historical
roots and current perspectives. The Journal of Prosthetic Dentistry, v.75, n.1,
p.18-32, 1996.
KELLY, J. R. Clinically relevant approach to failure testing of all-ceramic
restorations. The Journal of Prosthetic Dentistry, v.81, p.652-661, 1999.
KOMINE, F.; TOMIC, M.; GERDS, T.; STRUB, J. R. Influence of different adhesive
resin cements on the fracture strength of aluminum oxide ceramic posterior crowns.
The Journal of Prosthetic Dentistry, v.92, n.4, p.359-364, 2004.
KRÄMER, N.; FRANKENBERGER, R. Clinical performance of bonded leucite-
reinforced glass ceramic inlays and onlays after eigth years. Dental Materials , v.21,
p.262-271, 2005.
LEEVAILOJ, C.; PLATT, J. A.; COCHRAN, M. A.; MOORE, B. K. In vitro study of
fracture incidence and compressive fracture load of all-ceramic crowns cemented
with resin-modified glass ionomer and other luting agents. The Journal of
Prosthetic Dentistry, v.80, n.6, p.699-707, 1998.
LI, Z. C. e WHITE, S. N. Mechanical properties of dental luting cements. The
Journal of Prosthetic Dentistry, v.81, n.5, p.597-609, 1999.
LOHBAUER, U.; KRAMER, N.; PETSCHELT, A.; FRANKENBERGER, R.
Correlation of in vitro fatigue data and in vivo clinical performance of a glassceramic
material. Dental Materials , v.24, p.39-44, 2008.
76
MALAMENT, K. A.; SOCRANSKY, S. S. Survival of Dicor glass-ceramic dental
restorations over 16 years. Part III: Effect of luting agent and tooth or tooth-substitute
core structure. The Journal of Prosthetic Dentistry, v.86, n.5, p.511-519, 2001.
MENDES, W. B. Avaliação da resistência à fratura de coroas submetidas à fadiga
mecânica, em função de diferentes sistemas cerâmicos [tese]. Piracicaba:
UNICAMP/FOP; 2007.
MITOV, G.; LOHBAUER, U.; RABBO, M. A., PETSCHELT,A., POSPIECH, P.
Investigations of subcritical crack propagation of the Empress 2 all-ceramic system.
Dental Materials , v.24, p.267-273, 2008.
NAESELIUS, K.; ARNELUND, C. F.; MOLIN, M. K. Clinical evaluation off all-ceramic
onlays: a 4 - year retrospective study. The International Journal of
Prosthodontics , v.21, p.40-44, 2008.
PAGANI, C.; MIRANDA, C.B.; BOTTINO, M.C. Avaliação da tenacidade à fratura de
diferentes sistemas cerâmicos. Journal of Applied Oral Science , v.11, n.1, p.69-
75, 2003.
POTIKET, N.; CHICHE, G.; FINGER, I. M. In vitro fracture strength of teeth restored
with different all-ceramic crown systems. The Journal of Prosthetic Dentistry,
v.92, n.5, p.491-495, 2004.
PRÖBSTER, L.; GEIS-GERSTORFER, J.; KIRCHNER, E.; KANJANTRA, P. In vitro
evaluation of a glass-ceramic restorative material. Journal of Oral Rehabilitation ,
v.24, p. 636-645, 1997.
REKOW, E. D.; HARSONO, M.; JANAL, M.; THOMPSON, V. P.; ZHANG,G.
Factorial analysis of variables influencing stress in all-ceramic crowns. Dental
Materials , v.22, p.125-132, 2006.
ROSENTRITT, M.; BEHR, M.; GEBHARD, R.; HANDEL, G. Influence of stress
simulation parameters on the fracture strength of all-ceramic fixed-partial dentures.
Dental Materials , v.22, p.176-182, 2006.
77
SCHERRER, S. S. e DE RIJK, W. G. The fracture resistance of all-ceramic crowns
on supporting structures with different elastic moduli. The International Journal of
Prosthodontics , v.6, n.5, p.462-467, 1993.
THOMPSON, J. Y.; ANUSAVICE, K. J.; NAMAN, A.; MORRIS, H. F. Fracture
surface characterization of clinically failed all-ceramic crowns. The Journal of
Dental Research , v.73, n.12, p. 1824-1832, 1994.
THOMPSON, V. P. e REKOW, D. E. Dental ceramics and the molar crown testing
ground. Journal of Applied Oral Science , v.12, p.26-36, 2004.
VAN DER BILT, A.; TEKAMP, F. A.; VAN DER GLAS, H. W; ABBINK, J. H. Bite
force and electromyograpy during maximum unilateral and bilateral clenching.
European Journal of Oral Science , v.116, p. 217-222, 2008.
WEBBER, B.; McDONALD, A.; KNOWLES, J. An in vitro study of the compressive
load at fracture of Procera AllCeram crowns with varying thickness of veneer
porcelain. The Journal of Prosthetic Dentistry, v.89, n.2, p.154-160, 2003.
78
ANEXO ANÁLISE ESTATÍSTICA
Este relatório contém uma análise estatística de um experimento que avaliou
uma variável resposta com respeito a dois fatores. Abaixo seguem algumas
definições para maior compreensão do trabalho.
Variável resposta: é o resultado de interesse registrado após a realização de
um ensaio. Nesse caso é a Tensão de ruptura.
Fatores: são as variáveis cuja influência sobre a variável resposta está sendo
estudada no experimento.
Níveis de um fator: são os diferentes modos de presença de um fator no estudo.
Tratamentos: são as combinações específicas dos níveis de diferentes
fatores. Quando há apenas um fator, seus níveis correspondem aos tratamentos.
Todas as análises são feitas para cada fator, separadamente, e para
interação entre eles.
A primeira análise descritiva contém uma tabela com as seguintes
estatísticas.
Média: medida de tendência central, valor médio de todas as observações.
Desvio Padrão: medida de variabilidade ou dispersão dos dados
Mínimo: menor valor dos dados
Máximo: maior valor dos dados
N: número de observações
Q1 primeiro quartil: valor que tem aproximadamente 25% dos dados abaixo
dele
Fatores Níveis
Metal Material Resina Cimentado
Situação Apoiado
79
Q2 segundo quartil ou Mediana: valor central dos dados, isto é, acima dele
estão 50% dos dados e abaixo dele 50% dos dados.
Q3 Terceiro quartil: valor que deixa aproximadamente 25% dos dados acima
dele.
Box-Plot (diagrama de caixas): gráfico que mostra a variabilidade
e a simetria dos dados.
Como analisar o Box-plot:
Variabilidade: é o tamanho da caixa quando comparada a outras caixas
Simetria: é a distribuição da caixa em função de Q2 que, numa situação
ótima, deveria representar exatamente o centro da caixa com os dois lados iguais.
Definições:
Outliers: são observações atípicas, isto é, que se comportam de forma
diferente que o restante dos dados; no Box-plot eles são graficados como pontos
individuais.
Q1 primeiro quartil: valor que têm aproximadamente 25% dos dados abaixo
dele
80
Q2 segundo quartil ou Mediana: Valor central dos dados, isto é acima dele
tem 50% dos dados e abaixo dele 50% dos dados.
Q3 Terceiro quartil: valor que deixa aproximadamente 25% dos dados acima
dele.
É importante ressaltar que dentro da caixa do Box-plot há aproximadamente
50% dos dados. Por isso, quando comparamos duas ou mais variáveis em um
mesmo Box-plot é possível analisar a variabilidade dos dados. Caixas maiores
significam maior variabilidade, caixas menores significam menor variabilidade.
A Segunda análise é a aplicação do teste estatístico adequado. O nível de
significância adotado nestes teste foi de 0,05.
Definições:
Hipótese estatística é uma afirmação sobre os parâmetros de uma ou mais
populações.
Hipótese nula (H0) : hipótese de que não haja diferença entre os parâmetros
que se deseja testar ou que essa diferença seja igual a zero.
Hipótese alternativa (H1): hipótese de que há diferença entre os parâmetros
que se deseja testar.
Teste de hipótese: é um procedimento que leva a uma decisão acerca das
hipóteses.
Nível de significância (α): é a probabilidade de se rejeitar a hipótese nula (H0),
dado que ela é verdadeira. Tal probabilidade deve ser sempre pré-fixada com um
valor pequeno, ou seja, 0,01, 0,05 etc.
100 x (1 - α)% confiança do teste: porcentagem de casos em que a hipótese,
cujo teste se mostrou significativo, seria verificada. Isto é se a hipotese nula for
rejeitada a um nível α = 0,05, com 95% de confiança, a hipótese alternativa é válida
(Em 95% dos casos a hipótese alternativa seria verificada).
Estatística Paramétrica: são testes estatisticos que fazem suposições acerca
dos parâmetros da população; geralmente essas suposições são de Normalidade,
Homocedasticidade (igualdade de variâncias) e Independência e devem ser
verificadas nos resíduos do modelo estimado.
Estatística Não Paramétrica: são testes estatísticos que não fazem
suposições acerca dos parâmetros da população. São também denominados testes
81
livres de distribuição. Não levam em consideração a magnitude dos dados, são
baseados nos postos dos dados.
p-valor: é o menor nível de significância que conduz à rejeição da hipótese
nula com os dados fornecidos. Logo, se ele for menor que 0,05, que é o nível de
signficância pré estabalecido, rejeita-se a hipótese nula.
Testes Estatisticos Aplicados ANOVA
A Análise de Variância é uma técnica paramétrica utilizada quando temos um
ou mais fatores independentes com mais de dois níveis e queremos verificar se
existem diferenças realmente significativas entre esses níveis ou se essas
diferenças podem ser atribuídas ao acaso. Essa técnica requer que os componentes
do erro (resíduos = observado menos o estimado) sejam variáveis aleatórias
independentes e identicamente distribuídas, com distribuição normal com média
zero e variância σ2.
Comparações Múltiplas:
Quando o teste estatístico detecta a diferença entre os tratamentos ou
populações é feito um teste de comparação múltipla, no caso paramétrico. Foi
utilizado, no presente estudo, o teste de Tukey com nível de significância de 0,05.
Adequação do Modelo – Validação do Teste
Esta analise é feita quando se utiliza a estatística paramétrica, já que ela faz
suposições sobre a distribuição dos dados. Essas suposições devem ser
verificadas com gráficos adequados de resíduos, sendo elas Normalidade,
Homocedasticidade (Igualdade de Variâncias) e Independência.
Teste de probabilidade Normal: testa se os dados provêm de uma distribuição
Normal. Suas hipóteses são as seguintes:
H0: Os dados provêm de uma distribuição normal
H1: Os dados não provêm de uma distribuição normal
Teste de Homogeneidade (Teste de Levene’s): testa se há igualdade de
variância entre as diferentes amostras. Suas hipóteses são as seguintes:
82
H0: Há homogeneidade de variâncias. H1: As variâncias são diferentes.
Estatisticamente significante: dizer que um resultado é estatisticamente
significante significa que as diferenças encontradas são grandes o suficiente para
não serem atribuídas ao acaso. Uma diferença "estatisticamente significante" pode
não ser "clinicamente importante"; a importância em termos biológicos não deve ser
julgada pelos estatísticos, mas sim pelos profissionais da área em que a pesquisa
está sendo feita.
Hipótese alternativa: hipótese que será considerada como aceitável, caso a
hipótese nula seja rejeitada.
Hipótese nula: hipótese que é colocada a prova em teste de hipótese. Em
geral indica uma igualdade a ser contestada.
Nível de Significância: indica a probabilidade de se cometer um erro tipo-I. Na
maioria dos softwares, a significância estatística é expressa pelo nível descritivo (p-
value). Os níveis de significância mais utilizados são 5%, 0.1%, 1% e 10%.
Normalidade: dizer que há normalidade ou que os dados são normalmente
distribuídos significa que eles seguem uma distribuição normal, isto é, os valores
estão concentrados simetricamente em torno da média e quanto maior a distância da
média, menor a freqüência das observações.
As análises foram feitas utilizando o software Minitab versão 14.
Objetivo:
Analisar a resistência à fratura por compressão de cerâmicas odontológicas
apoiadas sobre dois materiais diferentes, resina e metal, em duas situações
diferentes, apoiadas e cimentadas.
Variável Resposta: Tensão de Ruptura (Resistência)
Fatores: Variáveis que desejamos saber qual a influência na variável
resposta.
Fator 1: Material:
- Resina
- Metal
Fator 2: Situação:
83
- Apoiado
- Cimentados
Divisão do trabalho:
1 Análise descritiva
1.1 Fator Material
1.2 Fator Situação
1.3 Interação entre os fatores Material e Situação.
2 Teste Estatístico
3 Testes de comparações Múltiplas
3.1 Fator Material
3.2 Fator Situação
3.3 Interação entre os fatores Material e Situação
4 Validação do Teste
Observação: Todas as análises seguintes foram feitas desconsiderando os dados 1,
2 e 20, pois o teste identificou esses dados como outliers.
1 Análise Descritiva
1.1 Fator Material
Material
N
Média
Desvio Padrão
Mínimo
Q1
Mediana
Q3
Máximo
Metal
19
2005
779
739
1399
2287
2628
3011
Resina
18
1282
512
362
826
1498
1722
1909
84
ResinaMetal
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Material
Tensão de Ruptura
Boxplot of Tensão de Ruptura
Nessa análise, os dados foram divididos apenas de acordo com o material,
independentemente da situação. Nota-se, no gráfico acima, que o metal
apresenta uma média bem mais alta que a resina e que a variação dos dados no
metal também é maior do que na resina. Na tabela, acima do gráfico, temos essas
diferenças quantificadas. Analisando o gráfico, percebe-se também que a
distribuição dos dados nos dois materiais é bastante assimétrica.
1.2 Fator Situação
Situação
N
Média
Desvio Padrão
Mínimo
Q1
Mediana
Q3
Máximo
Apoiados
17
1031,4
403,5
362,4
746,7
914
1441,6
1654,2
Cimentados
20
2182
536
1494
1688
2098
2623
3011
85
ColadosApoiados
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Situação
Tensão de Ruptura
Boxplot of Tensão de Ruptura
Nessa análise, os dados foram considerados apenas de acordo com a
situação a que foram expostos, independentemente do material. No gráfico,
podemos notar que a tensão de ruptura dos corpos cimentados foi bem maior do
que com corpos apoiados. A variação nos dados também é maior, mas essa
diferença na variação não parece muito significativa. Na tabela, temos essas
diferenças quantificadas. Nota-se que o mínimo dos valores cimentados é muito
próximo do máximo nos valores apoiados o que evidencia a diferença entre as
duas situações. Nota-se também, na análise do gráfico, que os valores
cimentados apresentam uma distribuição mais simétrica do que os valores
apoiados.
86
Material
Situação
ResinaMetal
ColadosApoiadosColadosApoiados
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Tensão de Ruptura
Boxplot of Tensão de Ruptura
1.3 Interação Material x Situação
Material
Situação
Média
Desvio Padrão
Q1_1
Mediana
Q3_1
Míni-mo
Máxi-mo
N
Apoiados
1262
363
879
1399
1590
739
1654
9
Metal
Cimentados
2674
218
2546
2619
2833
2287
3011
10
Apoiados
772
275
511
805
908
362
1229
8
Resina
Cimentados
1690
141
1552
1693
1797
1494
1909
10
Analisando o gráfico acima, percebe-se uma diferença notória entre os fatores
material e situação. Os apoiados sempre apresentam valores de tensão menores
quando comparados aos cimentados e essa diferença se repete no metal e na
resina, sendo que no metal a diferença permanece apresentando valores maiores e
87
também apresentam uma variação maior em relação aos cimentados. Isto é, o
comportamento entre apoiados e cimentados é o mesmo nos dois materiais. Na
tabela, essa evidência é quantificada. Com relação à distribuição dos dados, o
gráfico deixa clara a assimetria das distribuições, com uma única exceção em que
essa evidência não é tão clara, que é o caso da resina cimentada, a qual, no gráfico,
apresenta uma assimetria bem menor, quando comparada aos demais.
2 Teste Estatístico
Nesse trabalho, o interesse é saber se há diferença na Tensão de Ruptura
quando se varia o tipo de material utilizado e o estado de junção do material e da
base ou mesmo se há interação entre algum desses fatores. Para testar essas
teorias será utilizada a ANOVA – Análise de Variância.
A ANOVA é um teste estatístico paramétrico, isto é, faz suposições sobre a
amostra testada.
As hipóteses testadas na ANOVA são:
H0: O Fator influencia na resposta
H1: O Fator não influencia na resposta
O nível de significância adotado no teste é de 0,05%. Logo a hipótese nula só
será rejeitada se o p-valor for menor que 0,05.
88
General Linear Model: Tensão de Ruptura versus Material; Situação Factor Type Levels Values Material fixed 2 Metal; Resina Situação fixed 2 Apoiados; Colados Analysis of Variance for Tensão de Ruptura, using Adjusted SS for Tests Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Material 1 4838136 4986388 4986388 75,02 0,000 Situação 1 12629408 12447990 12447990 187,28 0,000 Material*Situação 1 559159 559159 559159 8,41 0,007 Error 33 2193408 2193408 66467 Total 36 20220111 S = 257,812 R-Sq = 89,15% R-Sq(adj) = 88,17% Unusual Observations for Tensão de Ruptura Tensão de Obs Ruptura Fit SE Fit Residual St Resid 16 738,74 1262,18 85,94 -523,44 -2,15 R 17 754,74 1262,18 85,94 -507,44 -2,09 R R denotes an observation with a large standardized residual.
Fonte: Minitab 14
De acordo com o teste acima, todos os fatores foram estatisticamente
significativos assim como a interação entre eles, isto é, esses fatores influenciam
a tensão de ruptura.
Esse teste apenas nos informa que há influência desses fatores na resposta,
no entanto, ele não localiza e quantifica essas diferenças. Para localizar as
diferenças é necessário fazer um teste de comparação múltipla.
3 Comparações Múltiplas (Teste de Tukey)
89
O interesse, nesse ponto, é saber dentro de cada hipótese testada na
ANOVA, que foi estatisticamente significativa, onde está a diferença. Isto é, é
possível saber que o Material influencia na Tensão de ruptura, mas não quanto e
onde essa diferença se localiza. Para responder a essa pergunta utilizou-se um
método chamado de comparação múltipla, que compara as médias individuais
dos tratamentos.
O teste utilizado é o teste de Tukey e as hipóteses testadas são:
H0: µi = µj (os tratamentos são iguais)
H1: µi ≠ µj (os tratamentos não são iguais)
Onde:
µi : Média do tratamento i , i ={1,2,3,..}
Nesse teste, o nível de significância utilizado é de 0,05. Logo, a hipótese nula
só será rejeitada se o p-valor for menor que 0,05.
3.1 Fator Material Tukey 95,0% Simultaneous Confidence Intervals Response Variable Tensão de Ruptura All Pairwise Comparisons among Levels of Material Material = Metal subtracted from: Material Lower Center Upper ------+---------+---------+---------+ Resina -910,5 -737,3 -564,1 (------*-----) ------+---------+---------+---------+ -750 -500 -250 0 Tukey Simultaneous Tests – Teste Response Variable Tensão de Ruptura All Pairwise Comparisons among Levels of Material Material = Metal subtracted from: Difference SE of Adjusted Material of Means Difference T-Value P-Value Resina -737,3 85,13 -8,661 0,0000
90
No primeiro quadro, tem-se o intervalo de confiança de 95% para a diferença
entre os materiais e, no segundo quadro, o teste que prova essa diferença. A
interpretação do intervalo de confiança é a seguinte: conclui-se que a verdadeira
diferença (da população) entre os materiais (Metal – Resina) se encontra entre
910,5 e 564,1 (Tensão de ruptura).
3.2. Fator Situação Tukey 95,0% Simultaneous Confidence Intervals Response Variable Tensão de Ruptura All Pairwise Comparisons among Levels of Situação Situação = Apoiados subtracted from: Situação Lower Center Upper -+---------+---------+---------+----- Colados 991,8 1165 1338 (----------------*-----------------) -+---------+---------+---------+----- 1000 1100 1200 1300
Tukey Simultaneous Tests Response Variable Tensão de Ruptura All Pairwise Comparisons among Levels of Situação Situação = Apoiados subtracted from: Difference SE of Adjusted Situação of Means Difference T-Value P-Value Colados 1165 85,13 13,69 0,0000
No primeiro quadro, tem-se o intervalo de confiança de 95% para a diferença
entre as situações e, no segundo quadro, o teste que prova essa diferença entre
os materiais (p-valor<0,05). A interpretação do intervalo de confiança é o
seguinte: concluímos que a verdadeira diferença (da população) entre as
situações (Cimentados – Apoiados) se encontra ente 991,8 e 1338.
91
3.3. Fator Interação (Material X Situação) 1 - IC de 95% Tukey 95,0% Simultaneous Confidence Intervals Response Variable Tensão de Ruptura All Pairwise Comparisons among Levels of Material*Situação Material = Metal Situação = Apoiados subtracted from: Material Situação Lower Center Upper Metal Colados 1091,1 1411,9 1732,7 Resina Apoiados -829,7 -490,4 -151,2 Resina Colados 106,8 427,6 748,5 Material Situação ---------+---------+---------+------- Metal Colados (--*-) Resina Apoiados (--*--) Resina Colados (--*-) ---------+---------+---------+------- -1200 0 1200
2 - Teste de Tukey para a diferença Tukey Simultaneous Tests Response Variable Tensão de Ruptura All Pairwise Comparisons among Levels of Material*Situação Material = Metal Situação = Apoiados subtracted from: Difference SE of Adjusted Material Situação of Means Difference T-Value P-Value Metal Colados 1411,9 118,5 11,919 0,0000 Resina Apoiados -490,4 125,3 -3,915 0,0023 Resina Colados 427,6 118,5 3,610 0,0053
Nessa primeira situação o teste compara a diferença entre Metal apoiado
(MA) com Metal cimentado (MC), a resina apoiada (RA) e a resina cimentada
(RC). De acordo com o teste temos que:
92
MA ≠ MC
MA ≠ RA
MA ≠ RC
E analisando os Intervalos de confiança IC, observam-se as seguintes
conclusões.
MA < MC – IC de 95% para MC - MA é (1091,1; 1732,70)
MA > RA – IC de 95% para MA - RA é (829,7;151,2)
MA < RC – IC de 95% para RC - MA é (106,8; 748,5)
2 – IC de 95 % Material = Metal Situação = Colados subtracted from: Material Situação Lower Center Upper ---------+---------+---------+------- Resina Apoiados -2233 -1902 -1571 (--*--) Resina Colados -1296 -984 -672 (--*-) ---------+---------+---------+------- -1200 0 1200
3 –Teste de Tukey Material = Metal Situação = Colados subtracted from: Difference SE of Adjusted Material Situação of Means Difference T-Value P-Value Resina Apoiados -1902 122,3 -15,56 0,0000 Resina Colados -984 115,3 -8,54 0,0000
Nesta situação o teste compara a diferença entre Metal apoiado (MC) e a
resina apoiada (RA) e cimentada (RC). De acordo com o teste temos que:
Isto é o Metal Apoiado é diferente de todas as outras
combinações de Material e Situação
93
MC ≠ RA
MC ≠ RC
MC > RA – IC de 95% para MC - RA é (2233;1571)
MC > RC – IC de 95% para MC - RC é (1296; 672
4 – IC de 95% Material = Resina Situação = Apoiados subtracted from: Material Situação Lower Center Upper ---------+---------+---------+------- Resina Colados 586,9 918,1 1249 (--*-) ---------+---------+---------+------- -1200 0 1200
5 – Teste de Tukey Material = Resina Situação = Apoiados subtracted from: Difference SE of Adjusted Material Situação of Means Difference T-Value P-Value Resina Colados 918,1 122,3 7,507 0,0000
Na situação acima (quadros 4 e 5) o teste compara a diferença entre Resina Apoiada (RA) e a resina cimentada (RC). De acordo com o teste tem-se que:
RA ≠ RC
RC > RA – IC de 95% para RC - RA é (586,9;1249)
4. Validação do Teste
Quando se utiliza um teste na análise estatística, é preciso observar se as
suposições desse teste são verificadas na amostra, senão toda a análise pode estar
comprometida. Para esse experimento, deve-se verificar se as suposições de
normalidade, homocedasticidade (variância constante) e independência são
observadas nos resíduos do modelo. Essas suposições serão verificadas através do
94
gráfico de probabilidade normal para os resíduos, gráfico de resíduos versus médias
e gráfico de resíduos versus ordem de coleta.
Gráfico de probabilidade normal
As hipóteses testadas são:
H0: Os resíduos provêm de uma distribuição normal
H1: Os resíduos não provêm de uma distribuição normal
Se os resíduos forem normais, espera-se que eles estejam próximos da reta
desenhada no gráfico. O valor-p resultante do teste foi maior que 0,15, como
observado à direita do gráfico, indicando que a hipótese de normalidade dos
resíduos não deve ser rejeitada.
Suposição
Gráfico
1 – Normalidade
Probabilidade Normal para os resíduos
2 – Homocedasticidade (Variância Constante)
Resíduos contra médias
3 – Independência
Resíduos contra ordem de coleta
95
5002500-250-500
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Residuos
Percent
Mean 9,832375E-14
StDev 246,8
N 37
KS 0,080
P-Value >0,150
Probability Plot of ResiduosNormal
96
Material Situação
Resina
Metal
Colados
Apoiados
Colados
Apoiados
9008007006005004003002001000
95% Bonferroni Confidence Intervals for StDevs
Test Statistic 7,12
P-Value 0,068
Test Statistic 2,10
P-Value 0,119
Bartlett's Test
Levene's Test
Test for Equal Variances for Tensão de Ruptura
Teste para igualdade de variâncias – Homocedasticidade
Teste de Levene’s , as hipóteses testadas são:
H0: Há igualdade de Variâncias
H1: Não há igualdade de Variâncias
A hipótese nula do teste de igualdade de variâncias é a de que as variâncias
comparadas são iguais e a hipótese alternativa é a de heterocedasticidade
(desigualdade de variâncias). O valor-p obtido para o teste de Levene’s foi igual a
0,119, o que resulta na não-rejeição da hipótese nula. Ou seja, a
homocedasticidade foi verificada nos resíduos.
97
3632282420161284
500
250
0
-250
-500
Index
Residuos
Time Series Plot of Residuos
Independência dos resíduos
A independência dos resíduos pode ser verificada através do gráfico de
resíduos versus ordem de coleta. Espera-se que, nesse gráfico, os resíduos se
distribuam aleatoriamente em torno de zero, não apresentando nenhum
comportamento específico. Abaixo, temos esse gráfico e como ele apresenta um
comportamento aleatório em torno de zero, podemos concluir que há independência
dos resíduos.
98
Artigo a ser apresentado à revista The Journal of P rosthetic Dentistry
Avaliação da resistência à fratura de uma cerâmica odontológi ca suportada
por bases com diferentes módulos de elasticidade.
Felippe FZ a, Neto PSb, Jansen, WC c
Exposição do problema. As restaurações cerâmicas são utilizadas para a confecção de grande parte das restaurações estéticas. Os materiais utilizados para a reconstrução dos dentes possuem diferentes módulos de elasticidade e podem influenciar a resistência à fratura das restaurações cerâmicas.
Propósito . O propósito deste estudo foi avaliar, in vitro, a resistência à fratura por compressão da cerâmica odontológica IPS Empress, utilizada para restaurações livres de metal, suportadas por dois tipos de substratos: liga de Cobalto-Cromo e resina composta.
Material e métodos . As amostras de cerâmicas e de substratos foram preparadas em forma de disco com 10 mm de diâmetro e 2 mm de espessura e foram divididas em quatro grupos. O grupo 1 foi constituído por substrato resinoso (Z250) apoiando a cerâmica (IPS Empress) sem cimentação (n=10). O grupo 2 foi constituído por substrato metálico (StarloyC) apoiando a cerâmica (IPS empress) sem cimentação (n=10). O grupo 3 foi constituído por substrato resinoso (Z250) apoiando a cerâmica (IPS Empress) com cimentação (n=10). O grupo 4 foi constituído por substrato metálico (StarloyC) apoiando a cerâmica (IPS empress) com cimentação (n=10). Para a cimentação foi utilizado um cimento resinoso de polimerização química (C&B). O ensaio de compressão foi realizado em uma máquina de ensaio universal (EMIC DL2000) com uma velocidade de carregamento constante de 0.5 mm/min até a ocorrência da fratura do espécime e a tensão necessária para a fratura foi registrada. Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey (p<0.5).
Resultados. A análise estatística mostrou diferenças significativas na resistência à fratura entre os grupos, sendo que a tensão necessária para fratura no substrato de metal é superior à tensão necessária para fratura no substrato de resina. Quando os espécimes foram cimentados, a tensão de fratura foi superior aos espécimes que estavam somente apoiados em ambos os grupos. Grupo 1: 772 ± 275 MPa. Grupo 2: 1262 ± 363 Mpa. Grupo 3: 1690 ± 141 Mpa. Grupo 4: 2674 ± 218.
Conclusão. Os substratos com diferentes módulos de elasticidade influenciam na resistência à fratura por compressão das cerâmicas IPS Empress.
Implicações Clínicas. Dentro das limitações desse estudo, in vitro, as cerâmicas odontológicas IPS Empress apresentaram maior resistência à compressão quando o material utilizado para a reconstrução, que estava apoiando a cerâmica, apresentava módulo de elasticidade superior.
aMestranda em Clínicas Odontológicas, ênfase em Prótese Dentária da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
bProfessor Adjunto III, Departamento de Engenharia Mecânica da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
cProfessor Adjunto III, Departamento de Prótese Dentária da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
99
Devido à crescente demanda por uma odontologia cosmética, as
restaurações cerâmicas, livres de metal, tiveram sua popularidade aumentada, por
apresentarem uma estética superior aos demais tipos de restaurações.1,2 As
restaurações de cerâmica pura apresentam vantagens como biocompatibilidade,
durabilidade e excelente estética.3 No entanto, as porcelanas dentais possuem
uma composição e estrutura de natureza friável e são, portanto, incapazes de
resistir a grandes tensões, o que limita o uso desses materiais, especialmente para
os dentes posteriores que estão sujeitos a maiores forças oclusais.4 A resistência à
fratura das restaurações totalmente cerâmicas tem sido a maior preocupação na
utilização clínica desses materiais.5
Vários fatores estão associados à iniciação e propagação de trincas nas
restaurações cerâmicas, dentre eles: forma da restauração, falta de
homogeneidade microestrutural, dimensão e distribuição das falhas de superfície,
tensões residuais induzidas por polimento ou processamento térmico, o meio em
contato com a restauração, as características da interface cerâmica-cimento, a
espessura e a variação da espessura da restauração, o módulo de elasticidade dos
componentes da restauração e a magnitude e a orientação das forças
aplicadas.1,6,7,8
Muitas pesquisas têm sido realizadas com o intuito de avaliar a resistência à
fratura de restaurações cerâmicas livres de metal e melhorar as propriedades
mecânicas desses materiais, uma vez que vários fatores podem interferir na
durabilidade dessas restaurações. Um estudo avaliou a resistência à fratura das
restaurações cerâmicas livres de metal, com substratos de resina, de diferentes
valores de módulos de elasticidade, concluindo que a resistência à fratura dos
materiais cerâmicos é dependente do módulo de elasticidade do substrato
utilizado.5 Outros pesquisadores examinaram o efeito de diferentes estruturas de
suporte na durabilidade de restaurações clínicas confeccionadas com uma
cerâmica vítrea e concluíram que materiais com alto módulo de elasticidade podem
reduzir a probabilidade de fratura dessas restaurações.9 Por outro lado, em outro
estudo que avaliou a influência de dois materiais restauradores comumente
utilizados para confecção de núcleos de preenchimento (amálgama e resina) na
resistência à fadiga estática e cíclica de coroas totalmente cerâmicas concluiu-se
100
que o módulo de elasticidade desses materiais não influenciou a resistência à
fratura das restaurações.10
Muitos pesquisadores avaliaram as propriedades clínicas relevantes da
cerâmica vítrea IPS Empress® e os resultados mostraram que esse material possui
propriedades adequadas, o que o torna apropriado para a confecção de
restaurações inlays, onlays e coroas unitárias na clínica odontológica.7,11,12,13,14,15
Um instrumento que se tem mostrado bastante útil para avaliar o
comportamento das cerâmicas odontológicas é o método dos elementos finitos, que
parece ser uma ferramenta apropriada para a avaliação da distribuição de tensões
nas restaurações e tem sido utilizado por muitos autores.16,17,18,19
O grande desafio de pesquisadores e fabricantes está em desenvolver um
material cerâmico que combine resistência suficiente e um grau de translucidez
importante na odontologia estética. Existem disponíveis no mercado vários sistemas
cerâmicos e a seleção apropriada do material em diversas situações clínicas se faz
necessária. O vidro ceramizado prensado tem sido amplamente utilizado devido a
alguns fatores como: facilidade de fabricação (técnica convencional da cera
perdida), precisão oclusal e melhor integridade marginal, translucidez e boas
propriedades mecânicas (sistema reforçado por cristais). As cerâmicas prensadas
são um desses sistemas que alcançam a resistência devido à presença de finos
cristais dispersos em uma matriz vítrea. Um exemplo desse sistema cerâmico é o
IPS Empress®.12
O presente estudo avaliou o comportamento das cerâmicas odontológicas
prensadas (IPS Empress), indicadas para restaurações livres de metal, com a
utilização de dois substratos: resina composta e uma liga metálica.
MATERIAL E MÉTODOS
Confecção dos espécimes
Confeccionou-se um cilindro de resina acrílica na cor vermelha (Duralay,
Reliance, Worth, EUA) com as seguintes dimensões: 10.0 mm de diâmetro por 2.0
mm de espessura. Após uma semana esse cilindro foi moldado com um silicone de
reação por adição (Adsil, Vigodent, Rio de Janeiro, Brasil) proporcionado e
manipulado de acordo com as recomendações do fabricante e, assim, obteve-se
101
uma matriz para confecção de cilindros padronizados em resina composta e na liga
metálica.
Confeccionou-se sobre a matriz 20 corpos-de-prova em resina composta de
polimerização por luz (Filtek Z250, 3M Espe, St. Paul, EUA), através da aplicação
de uma primeira camada de ± 1.0 mm e polimerizada por 40s com um aparelho
fotopolimerizador (Optilux, Demetron, Danbury, EUA), que apresentou, em média,
600 mW/cm2 de intensidade luminosa. Em seguida foi aplicada uma segunda
camada preenchendo totalmente a matriz e colocou-se sobre a superfície externa
da resina uma lamínula de vidro sobre a qual se fez a segunda polimerização nas
mesmas condições de tempo e intensidade da primeira. Os corpos-de-prova foram
removidos da matriz e armazenados em temperatura ambiente, num recipiente de
cor escura. Após 24 horas, os corpos-de-prova foram submetidos a um
acabamento com lixas d’água de granulação 240, 500, 600 para promover
uniformidade e padronização da superfície para os ensaios. Os corpos-de-prova
voltaram ao recipiente de armazenamento e permaneceram assim até o momento
do teste na máquina de ensaios.
Para confeccionar os cilindros metálicos utilizou-se a mesma matriz, agora,
preenchendo-a com cera para fundição (Cera GEO, Renfert, Hilzinger, Alemanha).
Obtiveram-se assim 20 padrões de cera cilíndricos (10.0 mm de diâmetro por 2.0
mm de espessura) que foram incluídos em revestimento aglutinado por fosfato
(Heat Shock, Polidental, Cotia-SP, Brasil) para a técnica de expansão térmica em
forno de anel (Vulcan, Dentisply/Degudent, Hanau, Alemanha). Utilizou-se para a
fundição a liga de Cobalto-Cromo (StarloyC, Dentsply/Degudent, Hanau, Alemanha)
que foi fundida através de um maçarico de alta fusão mono-orifício (Magic Wand,
Willians, EUA) e injetada no anel de revestimento através de uma centrífuga
convencional (Centrífuga Elétrica, EDG, São Carlos-SP, Brasil).
Após o resfriamento lento do anel, procedeu-se à desinclusão e as fundições
foram submetidas ao jateamento (Óxido 125 microns, M.Martins, Brasil) com
abrasivos à base de óxido de Alumínio e esferas de vidro para limpeza dos restos
de revestimento. Separaram-se os discos das respectivas canalizações com disco
de carborundum (Dentorium, Nova York, EUA). Conferiu-se visualmente a
qualidade das fundições e os discos metálicos foram armazenados em
temperatura ambiente. Após 24 horas, os corpos-de-prova foram submetidos a um
acabamento com lixas d’água de granulação 240, 500, 600 para promover
102
uniformidade e padronização da superfície para os ensaios. Os corpos-de-prova
voltaram ao recipiente de armazenamento e permaneceram assim até o momento
do teste na máquina de ensaios.
Para confecção dos corpos-de-prova cerâmicos utilizou-se de 14 cilindros de
cerâmica (IPS Empress, Ivoclar-Vivadent, Schaan, Liechtenstein) com as seguintes
dimensões: 12 mm de diâmetro por 8.3 mm de altura. Cada cilindro foi cortado em
três discos (10.0 mm de diâmetro por 2.0 mm de espessura), através de uma
máquina de corte (Micromotor K4, Kavo do Brasil, Joinville-SC, Brasil) sob
abundante refrigeração. Conferiu-se a qualidade dos cortes, selecionaram-se 40
discos que foram armazenados em temperatura ambiente. Após 24 horas, os
corpos-de-prova foram submetidos a um acabamento com lixas d’água de
granulação 240, 500, 600 para promover uniformidade e padronização da superfície
para os ensaios. Os corpos-de-prova voltaram ao recipiente de armazenamento a
seco e permaneceram assim até o momento do teste na máquina de ensaios.
As dimensões dos corpos-prova foram controladas com um paquímetro
digital (Mitutoyo Sul Americana Ltda, Suzano-SP, Brasil). .
Cimentação dos espécimes
Metade dos corpos-de-prova cerâmicos (n = 20) foram fixados a discos de
resina composta (n=10) e discos metálicos (n=10) com a utilização de um agente de
cimentação resinoso de polimerização química (C & B, Bisco, Illinois, EUA). As
superfícies aderentes receberam os tratamentos de superfície em conformidade
com as instruções do fabricante. Esse tratamento consistiu de promoção de
jateamento com um aparelho microjateador (Microjato, Bioart, São Carlos-SP,
Brasil) carregado com partículas de óxido de Alumínio com uma granulação média
de 50 a 100 µm. O tempo de jateamento foi padronizado em 10 segundos a uma
distância de 1.0 cm. Após o jateamento, as superfícies aderentes foram lavadas em
água corrente, secadas com jatos de ar e, em seguida, imersas em uma cubeta
plástica com álcool isopropílico por 1 min. Os discos foram removidos do álcool e
aguardou-se a sua evaporação da superfície. Promoveu-se, então, a silanização da
superfície por um agente anfótero (Silano, Angelus, Londrina-PR, Brasil) com a
utilização de uma micro-escova (KG Brush, KG Sorensen, São Paulo, Brasil) em
duas camadas. Aplicou-se a primeira camada, aguardou-se a secagem e em
seguida aplicou-se a segunda camada aguardando-se também a secagem.
103
Observou-se a presença do aspecto brilhante na superfície aderente. Aplicou-se o
adesivo (Adper Scothbond Multipurpose, 3M Espe, St. Paul, EUA) com a utilização
de uma micro-escova de acordo com instruções do fabricante.
Para padronizar a espessura da linha de cimento foi utilizado o seguinte
artifício: em duas placas de vidro, oito discos com a espessura padronizada de 2.0
mm foram colados com cola branca (Tenaz, Henkel, São Paulo, Brasil) nas
extremidades de cada placa de vidro (quatro em cada placa de vidro). No centro de
cada placa, os discos a serem cimentados foram colados também com cola branca
pela superfície não aderente. Entre as duas placas de vidro com os discos colados
foram interpostas duas lâminas de 0.05 mm (Calibrador de folga, Vonder, Curitiba-
PR, Brasil), uma em cada extremidade. Desta forma manteve-se padronizada a
espessura para o cimento em todos os corpos-de-prova. O cimento resinoso foi,
então, proporcionado em um bloco de manipulação e aplicado sobre a superfície
dos discos de acordo com as instruções do fabricante. O artifício foi então
superposto com as lâminas espaçadoras posicionadas. Aguardou-se o tempo de
polimerização (8 min) e os corpos-de-prova cimentados voltaram para os seus
recipientes de armazenamento a seco até o momento do ensaio.
Formação dos grupos experimentais
Foram obtidos 80 discos com as dimensões de 10.0 mm de diâmetro por 2.0
mm de espessura divididos nas seguintes classes de materiais: 20 em resina
composta, 20 em liga metálica e 40 em cerâmica. Esses corpos-de-prova foram, de
forma aleatória, divididos em 4 grupos distintos.
GRUPO 1 - Substrato resinoso apoiando a cerâmica sem cimentação ( n = 10)
GRUPO 2 - Substrato metálico apoiando a cerâmica sem cimentação (n = 10)
GRUPO 3 - Substrato resinoso apoiando a cerâmica com cimentação (n = 10)
GRUPO 4 - Substrato metálico apoiando a cerâmica com cimentação (n = 10)
Teste de resistência à compressão
Os espécimes, de acordo com o seu grupo experimental, foram
aleatoriamente submetidos ao ensaio de compressão, em máquina de ensaio
universal (EMIC DL2000, EMIC, São José dos Pinhais-PR, Brasil), com uma célula
de carga de 5 KN, pertencente ao Instituto Politécnico da PUC Minas, Curso de
104
Engenharia Mecânica. Uma carga de compressão no sentido vertical foi aplicada
sobre os espécimes através de um cone de aço cuja ponta possui 1.0 mm de
diâmetro. A velocidade de carregamento da máquina foi constante e de 0.5 mm/min
até a ocorrência da fratura do corpo-de-prova. Os dados foram devidamente
registrados e submetidos à análise de variância (ANOVA) e ao Teste de Tukey para
comparação das médias obtidas, com um nível de significância de 95%.
RESULTADOS
A Tabela abaixo mostra os resultados obtidos:
Substrato
Situação
Média
Desvio Padrão
Mediana
Mínimo
Máximo
Apoiados
1262
a
363
1399
739
1654
Metal
Cimentados
2674
b
218
2619
2287
3011
Apoiados
772
c
275
805
362
1229
Resina
Cimentados
1690
d
141
1693
1494
1909
Médias seguidas por letras minúsculas diferentes possuem diferenças estatísticas significativas pelo teste de Tukey com um nível de significância de 95%.
Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey. A
análise estatística mostrou diferenças significativas na resistência à fratura entre os
grupos, sendo que a média de tensão necessária para fratura no substrato metálico
é superior à média de tensão necessária para fratura no substrato de resina.
Quando os espécimes foram cimentados, a média de tensão de fratura foi superior,
em ambos os grupos, comparativamente aos espécimes que estavam somente
apoiados, conforme ilustrado no Gráfico abaixo.
105
Material
Situação
ResinaMetal
ColadosApoiadosColadosApoiados
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Tensão de Ruptura
Boxplot of Tensão de Ruptura
DISCUSSÃO
Os resultados do presente estudo foram coerentes com o trabalho de
autores que avaliaram a resistência à fratura por compressão de restaurações
cerâmicas livres de metal, com substratos de diferentes valores de módulos de
elasticidade, tendo concluído que materiais com alto módulo de elasticidade
podem reduzir a probabilidade de fratura das restaurações.5,9 Por outro lado, os
resultados discordam de um trabalho em que nenhuma diferença
estatisticamente significativa foi encontrada, quando três materiais de
preenchimento (dentina, amálgama e resina composta) foram utilizados, em
relação à resistência à compressão das restaurações totalmente cerâmicas.10
Entretanto, é preciso considerar que vários fatores podem influenciar os
resultados de testes laboratoriais, dentre eles a dimensão dos espécimes, o
meio em que o teste foi realizado, procedimentos de polimento, a tensão e a
106
área do espécime sujeito à aplicação de carga.12 Assim, para comparar as
propriedades dos materiais é importante que as condições dos testes sejam
similares.20 Além disso, as diferenças de valores encontradas em amostras
com a mesma geometria e testes equivalentes podem ser explicadas pela
distribuição desigual de falhas nos componentes da cerâmica.21
Apesar das limitações dos estudos in vitro, devendo os seus resultados serem
aplicados a situações clínicas com cautela, estes auxiliam no desenvolvimento de
materiais odontológicos, assim como na melhoria de suas características, permitindo
ainda comparações de suas propriedades mecânicas.22,23
Diversos estudos têm sido realizados para avaliar as propriedades mecânicas de
agentes de cimentação utlizados na odontologia. Os autores afirmam que o
comportamento mecânico dos cimentos odontológicos é variável e, devido às
múltiplas falhas apresentadas por esses agentes, situações clínicas específicas
devem ser consideradas na escolha apropriada do cimento. As restaurações
cimentadas com cimento resinoso mostraram um comportamento mais favorável que
restaurações cimentadas com cimento de ionômero de vidro ou fosfato de zinco.3,9,25
No presente estudo, o cimento resinoso foi escolhido para a cimentação dos
espécimes, uma vez que a maior parte das pesquisas relaciona esse material ao
aumento da resistência à
fratura das restaurações cerâmicas, o que foi confirmado nos testes laboratoriais
realizados.
Outros estudos têm sido realizados para avaliar a resistência das restaurações
cerâmicas e trabalhos científicos com embasamento são fundamentais para o
desenvolvimento de materiais superiores e a compreensão dos fatores que
influenciam a longevidade clínica das restaurações odontológicas. 24 A presente
pesquisa contribui para que fatores importantes, envolvendo o desempenho clínico
de restaurações cerâmicas livres de metal, possam ser esclarecidos, podendo
alcançar taxa mais elevada de sucesso na prática odontológica. Assim, constatou-
se que a utilização de substratos com maior módulo de elasticidade, como as ligas
metálicas, contribuem para a melhoria da resistência à fratura de restaurações
totalmente cerâmicas.
107
O vidro ceramizado prensado tem sido muito utilizado na odontologia
cosmética, devido a vantagens como facilidade de fabricação, translucidez e boas
propriedades mecânicas.12 Muitas pesquisas, que avaliaram as propriedades da
cerâmica vítrea IPS Empress®, encontraram resultados favoráveis, fundamentando a
sua utilização na prática clínica. 7,11,12,13,14,15 Por todos esses fatores, a pesquisa
realizada pela autora do presente trabalho optou pelo emprego desse material, por
considerá-lo apropriado para a confecção de restaurações inlays, onlays e coroas
unitárias, com o objetivo de avaliar fatores que influenciam na resistência à fratura
dessas cerâmicas. A hipótese do trabalho de que os substratos com diferentes
módulos de elasticidade influenciam na resistência à fratura por compressão das
cerâmicas IPS Empress® foi confirmada.
Considerando-se as inúmeras variáveis que podem interferir no
comportamento mecânico das cerâmicas odontológicas, novas investigações se
fazem necessárias para permitir o desenvolvimento de materiais apropriados e o
esclarecimento de fatores que favoreçam a longevidade clínica das restaurações
dentárias.
CONCLUSÕES
Dentro das limitações deste estudo, foi possível concluir que:
1. O material da base de assentamento influenciou a resistência à fratura das
restaurações cerâmicas de IPS Empress.
2. Quanto maior o módulo de elasticidade do material da base, maior a média de
tensão necessária para a fratura da cerâmica.
3. A cimentação dos espécimes com o cimento resinoso aumentou a média de
tensão necessária para a fratura da cerâmica.
108
REFERÊNCIAS 1. Thompson VP, Rekow DE. Dental ceramics and the molar crown testing ground.
Journal of Applied Oral Science 2004; 12: 26-36.
2. Albakry M, Guazzato M, Swain MV. Biaxial flexural strength, elastic moduli, and
x-ray diffraction characterization of three pressable all-ceramic materials. The
Journal of Prosthetic Dentistry 2003 a; 89: 374-380.
3. Attia A, Abdelaziz MK, Freitag S, Kern M. Fracture load of composite resin and
feldspathic all-ceramic CAD/CAM crows. The Journal of Prosthetic Dentistry 2006;
95: 117-123.
4. Casson AM, Glyn Jones JC, Youngson CC, Wood DJ. The effect of luting media
on the fracture resistance of a flame sprayed all-ceramic crown. Journal of Dentistry
2001; 29: 539-544.
5. Scherrer SS, De rijk WG. The fracture resistance of all-ceramic crowns on
supporting structures with different elastic moduli. The International Journal of
Prosthodontics 1993; 6: 462-467.
6. Thompson JY, Anusavice KJ, Naman A, Morris HF. Fracture surface
characterization of clinically failed all-ceramic crowns. The Journal of Dental
Research 1994; 73: 1824-1832.
7. Gemalmaz D, Ergin S. Clinical evaluation of all-ceramic crowns. The Journal of
Prosthetic Dentistry 2002; 87:189-196.
8. Guazzato M, Albakry M, Ringer SP, Swain MV. Strength, fracture toughness and
microstructure of a selection of all-ceramic materials. Part I. Pressable and alumina
glass-infiltrated ceramics. Dental Materials 2003; 20: 441-448.
109
9. Malament KA, Socransky SS. Survival of Dicor glass-ceramic dental restorations
over 16 years. Part III: Effect of luting agent and tooth or tooth-substitute core
structure. The Journal of Prosthetic Dentistry 2001; 86: 511-519.
10. Azer SS, Drummond JL, Campbell SD, Zaki AEM. Influence of core buildup
material on the fatigue strength of an all-ceramic crown. The Journal of Prosthetic
Dentistry 2001; 86: 624-631.
11. Pröbster L, Geis-Gerstorfer J, Kirchner E, Kanjantra P. In vitro evaluation of a
glass-ceramic restorative material. Journal of Oral Rehabilitation 1997; 24: 636-645.
12. Albakry M, Guazzato M, Swain MV. Fracture toughness and hardness evaluation
of three pressable all-ceramic dental materials. Journal of Dentistry 2003b; 31: 181-
188.
13. Krämer N, Frankenberger R. Clinical performance of bonded leucite-reinforced
glass ceramic inlays and onlays after eigth years. Dental Materials 2005; 21: 262-
271.
14. Naeselius K, Arnelund CF, Molin MK. Clinical evaluation off all-ceramic onlays:
a 4 - year retrospective study. The International Journal of Prosthodontics 2008; 21:
40-44.
15. Lohbauer U. Kramer N, Petschelt A, Frankenberger R. Correlation of in vitro
fatigue data and in vivo clinical performance of a glassceramic material. Dental
Materials 2008; 24: 39-44.
16. De Jager N, Kler M, Van Der Zel JM. The influence of different core material on
the FEA-determined stress distribution in dental crowns. Dental Materials 2006; 22:
234-242.
17. Rekow ED, Harsono M, Janal M, Thompson VP, Zhang G. Factorial analysis of
variables inluencing stress in all-ceramic crowns. Dental Materials 2006; 22: 125-
132.
18. Aboushelib MN, Jager N, Kleverlaan CJ, Feilzer AJ. Effect of loading method
on the fracture mechanics of two layered all-ceramic restorative systems. Dental
Materials 2007; 23: 952-959.
19. Dejak B, Mlotkowski A. Three-dimensional finite element analysis os strength
and adhesion of composite resin versus ceramic inlays in molars. The Journal of
Prosthetic Dentistry 2008; 99: 131-140.
20. Drummond JL, King TJ, Bapna MS, Koperski RD. Mechanical property
evaluation of pressable restorative ceramics. Dental Materials 2000; 16: 226-233.
110
21. Mitov G, Lohbauer U, Rabbo MA, Petschelt A, Pospiech P. Investigations of
subcritical crack propagation of the Empress 2 all-ceramic system. Dental Materials
2008; 24: 267-273.
22. Rosentritt M, Behr M, Gebhard R, Handel G. Influence of stress simulation
parameters on the fracture strength of all-ceramic fixed-partial dentures. Dental
Materials 2006; 22: 176-182.
23. Burke FJT. Fracture resistence of teeth restored with dentin-bonded crowns
constructed in a leucite-reinforced ceramic. Dental Materials 1999; 15: 359-362.
24. Kelly JR, Nishimura I, Campbell SD. Ceramics in dentistry: historical roots and
current perspectives. The Journal of Prosthetic Dentistry 1996; 75: 18-32.
25. Li ZC, White SN. Mechanical properties of dental luting cements. The Journal of
Prosthetic Dentistry 1999; 81:597-609.